溶液處理法仍是高性能鈣鈦礦/矽疊層電池的主流製程,但同時達成工業規模化生產與長期可靠性仍具挑戰。
熱蒸鍍法在工業上更具可行性,但迄今尚未成功應用於大面積鈣鈦礦/矽疊層電池,主要原因是甲脗銨碘化物(FAI)在高溫蒸鍍過程中會發生熱降解。
在此,我們合成了一種甲脗銨基低共熔物(Eu),能將FAI的有效蒸鍍溫度平均降低攝氏36度,使其低於其降解閾值,從而實現穩定的FAI蒸鍍,且無熱降解現象。
結果顯示,蒸鍍的鈣鈦礦薄膜展現出增強的結晶度和原子級別的成分均勻性。
依序蒸鍍的鈣鈦礦/矽疊層電池達到了31.5%(1 cm²)的穩定效率。
受益於蒸鍍的均勻性,我們進一步展示了首個在商用半切G12矽晶圓上實現熱蒸鍍的大面積鈣鈦礦/矽疊層電池,其穩定效率達到30.0%(200 cm²)。
將器件面積從1 cm²擴展到200 cm²,僅產生3.99%的相對效率損失,這是在鈣鈦礦基疊層電池中面積擴展報告的最低效率損失。
Eu基疊層電池在2000小時的濕熱老化(85°C/85% RH)後仍保留了95%的初始效率,並在兩個月的實際戶外運行後表現出可忽略的功率損失。