利用创新导电粘合剂油墨提高钙钛矿太阳能电池效率

伊朗谢里夫理工大学（Sharif University of Technology）的科学家团队研发出一种创新型导电粘合剂油墨，旨在提升钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。该项目首席研究员尼玛·塔加维尼亚（Nima Taghavinia）向《光伏》杂志透露，这项研发注重经济性和简便性，使其适合大规模应用。

 

这种新研制的粘合剂由聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 制成，这种聚合物因其成本效益、坚固的机械性能以及优异的电气和光学性能而备受青睐。此外，PMMA 还因其在热和环境条件下的稳定性、轻质性和高透光性而闻名，使其成为各种应用中玻璃的主要替代品。在太阳能电池中，PMMA 充当位于由铜铟组成的空穴传输层 (HTL) 之间的界面层。 硫化物（CuInS2）纳米颗粒，以及由嵌入碳箔的高导电性炭黑（HCCB）制成的顶层。

 

该电池结构还包括氟掺杂氧化锡 (FTO) 基底、碳-二氧化钛 (c/TiO2) 电子传输层 (ETL)、TiO2 介孔层和钙钛矿吸收层。研究人员表示，之前未采用这种新型粘合剂的配置已被证明不稳定，经常导致碳电极在测量后脱落，这凸显了这项创新在提升电池耐久性和性能方面的重要性。

 

沙里夫理工大学的研究团队介绍了他们应用导电粘合剂油墨来增强钙钛矿太阳能电池结构的方法。他们解释说，油墨被滴涂在一块面积为0.27平方厘米的碳箔上。然后，碳箔被放置在预先准备好的叠层上，该叠层包含FTO玻璃、碳-二氧化钛、介孔TiO2、钙钛矿和CuInS2层。这种配置确保了粘合剂油墨与空穴传输层（HTL）直接接触。

 

大量测试表明，碳箔与太阳能电池成功且持久粘合的关键在于粘合剂中添加聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)。在混合物中添加 CuInS2 纳米颗粒不仅确保了与空穴传输层的一致性，还促进了空穴传输过程，这对电池效率至关重要。

 

研究人员在其研究中强调了重要的发现：“我们的研究结果表明，以1:3的比例将2%重量的高导电炭黑（HCCB）纳米颗粒添加到PMMA/CuInS2混合物中，可以优化粘合界面层的导电性。这一调整使太阳能电池的最高效率达到17.2%，与传统金基电池18.2%的效率相媲美。此外，碳层压电极方法在储存54天后仍具有约92%的显著长期稳定性，比金基电池的稳定性提高了17%。”

 

这些见解详述于他们的出版物《一种用于碳层压钙钛矿太阳能电池的导电粘合剂油墨，具有增强的稳定性和高效率》，可发表在《太阳能》杂志上。

 

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