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由于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制造比同類硅基產(chǎn)品所需的能源要少得多，許多人已經(jīng)將其視為太陽(yáng)能行業(yè)綠色未來(lái)的一部分。然而，隨著鈣鈦礦電池越來(lái)接近商業(yè)生產(chǎn)，溶劑中的有毒物質(zhì)就成了人們擔(dān)憂的一個(gè)問(wèn)題。

眾所周知，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的前體材料必須溶解在溶劑中，才能均勻地涂到基材上。這些溶劑通常含有二甲基甲酰胺(DMF)，對(duì)人類和環(huán)境有害。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于這種有毒溶劑的處理以及嚴(yán)格的安全措施都會(huì)導(dǎo)致電池生產(chǎn)成本的上升，阻礙其商業(yè)化進(jìn)程。

因此，制造商們現(xiàn)在迫切需要一種更溫和的無(wú)毒溶劑。巴登-符騰堡州太陽(yáng)能和氫能研究中心(ZSW)的科學(xué)家們朝著這一目標(biāo)邁出了一大步。其研究人員開(kāi)發(fā)了一種使用單一環(huán)保溶劑二甲基亞砜(DMSO)的鈣鈦礦涂層工藝，該溶劑具有無(wú)毒及適合作為工業(yè)溶劑的特性。

研究人員表示，DMSO原本并不適用于這種涂層工藝，因?yàn)檫@是一種具有高表面張力和粘度的溶劑，這會(huì)導(dǎo)致最終無(wú)法均勻地沉積在基材上。此外，DMSO還會(huì)使控制結(jié)晶過(guò)程變得困難，這往往導(dǎo)致鈣鈦礦晶體變小，效率降低。

不過(guò)最終，研究人員們通過(guò)改變薄膜的形成和干燥過(guò)程，克服了這些問(wèn)題。他們解釋說(shuō)，“我們使用了一種由硅氧化物納米顆粒制成的表面活性劑來(lái)包裹鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，并調(diào)整了干燥過(guò)程。通過(guò)這兩項(xiàng)改進(jìn)，該工藝現(xiàn)在產(chǎn)生了具有大晶體的均勻?qū)印?rdquo;

研究人員制作了一個(gè)大小為0.24平方厘米的原型電池，并實(shí)現(xiàn)了16.7%的效率。與使用DMF作為溶劑實(shí)現(xiàn)的16.9%相比，這是一個(gè)令人欣慰的結(jié)果。

該團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)挑戰(zhàn)將是展示通過(guò)相同工藝生產(chǎn)更大的設(shè)備。他們說(shuō)，“這些新的研究發(fā)現(xiàn)是工業(yè)化生產(chǎn)道路上的一個(gè)重要里程碑?，F(xiàn)在我們將進(jìn)一步優(yōu)化制造工藝，生產(chǎn)更大的模塊。”

原標(biāo)題：鈣鈦礦光伏電池大突破！德國(guó)科學(xué)家找到無(wú)毒溶劑 成品效率不受影響