亚利桑那大学开发了一种新方法，用于在制造过程中识别钙钛矿太阳能电池开发中的缺陷。

图片：亚利桑那大学

全世界都在积极研究钙钛矿，因为它们能够大规模制造成易于印刷的材料，可以沉积成纸一样薄的太阳能电池。灵活、轻巧的电池因其众多用途而备受赞誉，例如在低负载屋顶、航空、可穿戴设备以及在灾难情况下的快速交付和部署。钙钛矿是天然存在的矿物，但它们也代表了模仿天然矿物形状的实验室制造的晶体结构材料。

钙钛矿的效率突飞猛进，从 2009 年的 3% 增长到今天的 25% 以上。然而，这种材料目前在稳定性方面存在困难，部分原因是温度敏感性导致它们相对快速地降解。最早的钙钛矿只能工作几分钟或几小时，但今天它们的寿命只有几个月。改善这一生命周期是亚利桑那大学资助研究的重点，该研究由化学和环境工程副教授 Erin Ratcliff 领导。

钙钛矿是性能最高的可印刷太阳能电池技术，但该领域的操作假设是缺陷会导致不稳定。研究人员正在开发一种方法来检测缺陷的产生，而不是在钙钛矿制成之后，这是传统的操作，而是在制造过程中。

Ratcliff 说，我们的项目的目的是尝试开发一种在线表征工具，让您进行质量控制评估，从而告诉您这些层在您制作它们的确切时刻有多好。这种质量控制方法也表明您正在制造的材料的长期稳定性。

Ratcliff 正在寻找一种电化学方法来实现这一目标。该方法可以更细致地观察缺陷的潜在存在。它将涉及使用机械臂将大约塑料厨房包装厚度的薄材料应用于正在制造的太阳能电池板。你把它贴在那里，然后在[制造]线上施加电场，你就可以弄清楚它在运行中是如何工作的，而不必先制造整个设备。

大规模制造这些坚固、高质量的钙钛矿基光伏电池需要低成本和实用的质量控制方法，这些方法可以集成到运营线中。Ratcliff 的方法正在克服这些挑战，并使该技术在要求越来越高的性能的市场中更具吸引力。