Page 76 - 现代工业绿色技术创新研究

Research on Innovation of Modern Industrial Green Technology
现代工业绿色技术创新研究

应用的制备方法。例如，基于滚筒式印刷的溶液加工技术，可以在连续生产线上
制造大面积的钙钛矿薄膜，为降低生产成本提供了可能。基于滚筒式印刷技术生
产的钙钛矿模块，面积达到了数十平方厘米，效率保持在 15% 以上，具有良好

的规模化生产潜力。此外，提高大面积钙钛矿电池和模块的长期稳定性是另一个
关键任务，需要不断开发新的封装技术和稳定性策略，防止环境因素（比如湿气
和氧气）对电池性能造成不利影响。
（3）优化串联与组合电池技术

串联电池技术也称多结电池技术，通过堆叠不同带隙材料的单元吸收更大范
围的太阳光谱，提高整体光电转换效率。钙钛矿材料的可调带隙使其成为理想的
上层电池材料，可以与硅等下层电池材料相结合，形成双结或多结电池。相关研
究显示，钙钛矿 / 硅双结太阳能电池已经达到超过 29% 的光电转换效率，显著高

于单独使用硅或钙钛矿电池的效率。此外，钙钛矿材料与其他薄膜太阳能技术（比
如 CIGS）的有机结合，可以进一步提高电池性能，进一步降低成本，实现高效
串联电池的关键挑战，包括优化各个电池层的光吸收和电荷传输特性，加快界面
处电荷的注入和提取效率，减少反射和吸收损失。

（二）钙钛矿太阳能电池的优势
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钙钛矿太阳能电池模组可以根据实际功能面积，划分为不足 1cm 的小面积
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器件与超过 1cm 的大面积器件，其本质是通过若干钙钛矿太阳能电池子模块器
件串联，组成的新功能器件。钙钛矿太阳能电池模组器件与第一代、第二代太阳

能电池器件存在较大差异，前者在完成每层薄膜制备作业后，会通过激光刻蚀工
艺，将薄膜划分为若干子膜，利用大面积基底，对子模块与子膜进行串联，构成
相应的模组器件。正因为钙钛矿太阳能电池模组采用新的制备方法与新型制备原
材料，所以钙钛矿太阳能电池表现出以下应用优势：第一，拥有较高的光电转换

效率。2009 年世界第一块钙钛矿太阳电池诞生，光电转换效率仅有 3.8%。材料
学领域快速发展，带动钙钛矿太阳电池制备方法的升级，现阶段拥有光电转换效
率为 25.7% 的单结钙钛矿型太阳能电池，仍有进一步深入开发空间；第二，拥有
更多制备方法选择。现阶段钙钛矿太阳能电池拥有一步旋涂、两步旋涂、气相沉积、

分步液浸等制备方法，每种制备方法各有利弊，太阳能电池制备单位可以根据实
际情况自行选择，极大拓展钙钛矿太阳能电池的开发方向；第三，制备成本相对
较低。相比于其他类型的电池，钙钛矿太阳能电池主要制备原材料为钙钛矿，从

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