钙钛矿薄膜沉积的方法多种多样,包括旋转涂层、叶片涂层、喷雾涂层、槽模印刷和喷墨印刷。与其他薄膜制造技术相比,丝网印刷提供了高图案灵活性、高生产力和成本效益的生产能力。丝网印刷工艺依赖于油墨的高粘度,能够在三维空间中制造纳米级薄膜,并且不受基材和图案限制。这种方法能使墨水突然和很好地控制非接触转移,加速产量,并消除了传统印刷和旋涂工艺制备的薄膜的危险废物。对于PSCs,介孔支架和碳电极可以很容易地在导电玻璃上进行丝网印刷,这是构建PSCs的最简单和最低成本的方法之一。然而,由于钙钛矿墨水的低粘度和不稳定性,用丝网印刷法制备钙钛矿薄膜仍然是一个挑战。
基于以上挑战,南京工业大学的黄维院士与陈永华教授利用甲基乙酸铵离子液体溶剂制成一个稳定的和粘度可调的的钙钛矿墨水并成功进行了丝网印刷。作者展示了对钙钛矿薄膜厚度、面积和不同基材上的图案的控制。实现了超过20cm/s的印刷速度和接近100%的油墨使用率。最值得注意的是,已经成功地探索了在环境空气中用一台机器进行完全丝网印刷的装置。相应的光伏电池表现出高效率,同时在最大功率点下运行300小时后还能保持96.75%的初始效率。相关成果以“Perovskite solar cells based on screen-printed thin films”为题发表在最新一期的Nature上。
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