來自新加坡南洋理工大學(xué)和法國格勒諾布爾阿爾卑斯大學(xué)的科學(xué)家們將槽模涂層技術(shù)與氣體淬火和襯底加熱相結(jié)合，制造出一種活性面積超過0.09平方厘米、功率轉(zhuǎn)換效率為18%的鈣鈦礦太陽能電池。

氣體淬火主要用于真空爐中的淬火，槽模涂層是一種已在各種工業(yè)中使用的工藝。當(dāng)油墨在基片上移動(dòng)時(shí)，它被推過一個(gè)狹縫，形成一個(gè)連續(xù)的薄膜。基板加熱是脈沖激光沉積（PLD）工藝中常用的一種加熱方式。

研究人員將這些技術(shù)描述為一種組合的“協(xié)同結(jié)晶策略”，用于在10μm的摻氟氧化錫（FTO）襯底上涂覆厚度約為500nm的無甲基銨鈣鈦礦薄膜×10cm2，不使用溶劑或添加劑。

將碘化鉛（PbI2）、碘化甲脒（FAI）、溴化鉛（PbBr2）和碘化銫（CsI）混合，在充氮手套箱中制備了鈣鈦礦型前驅(qū)體油墨。

溶液在40℃下攪拌過夜，第二天轉(zhuǎn)移到槽模管道系統(tǒng)中，科學(xué)家們說對于鈣鈦礦型組件的制造，P2刻劃是用具有調(diào)整功率的CO2激光器進(jìn)行的，以去除鈣鈦礦型和空穴傳輸層，手動(dòng)P3步驟是通過Kapton膠帶掩蔽進(jìn)行的。

電池具有“n-i-p”布局，并且由摻氟氧化錫（FTO）襯底、氧化錫（IV）層、鈣鈦礦薄膜、金（Au）層組成。它還有一個(gè)螺旋形的空穴阻擋層，通常用作固態(tài)染料太陽能電池和鈣鈦礦型器件的空穴傳輸材料。

性能最好的槽片涂層太陽能電池顯示出18.03%的效率，1024mV的開路電壓，78.6%的填充系數(shù)和22.4mAcm-2的短路電流密度。

學(xué)者們說：“通過在同一基板上制造30個(gè)器件來評估器件的性能再現(xiàn)性，這些器件的平均效率為16.35%。”

他們描述了“效率為18%的槽模涂覆無甲基銨鈣鈦礦型太陽能電池”中的電池和相關(guān)生產(chǎn)工藝，該產(chǎn)品最近發(fā)表在《太陽能材料與太陽能電池》上。

研究人員說："這項(xiàng)工作提供了對過氧化物半月板涂層加工窗口的洞察力，并為大規(guī)模加工無甲銨鈣鈦礦太陽能電池鋪平了道路。”