環境敏感的銨鹵化物已成為鈣鈦礦太陽能電池不可或缺的表面鈍化劑,在實驗室規模中展現出廣泛有效的性能。然而,銨鹵化物對濕度的敏感性通常要求在惰性氣氛下操作。加上在大面積槽模塗佈過程中鈍化劑分布不均,導致在環境條件下製造米級鈣鈦礦太陽能模組的表面處理技術仍具挑戰性。
本研究改採化學穩定的鉛羧酸鹽作為鈣鈦礦薄膜的鈍化劑,該薄膜經由高飽和蒸氣壓溶劑系統(2-甲氧基乙醇、1,3-二氧戊烷及二甲基亞砜)工程化,形成自然富含甲脒碘化物的表面。透過鉛二油酸鹽處理此特製表面,不僅提升了載子傳輸效率,也強化了表面鈍化效果。最終製成的鈣鈦礦太陽能模組在810平方公分的開口面積下達到24.0%的認證效率,在0.72平方公尺的總面積下達到22.0%,並通過所有IEC 61215可靠性測試。
這些成果代表目前可擴展且具工業可行性的鈣鈦礦光伏技術中,報告的最高性能,為鈣鈦礦太陽能模組的商業化應用奠定了堅實基礎。這項技術的突破有望推動鈣鈦礦太陽能電池在大型發電系統中的實際應用,促進綠色能源的發展與普及。