一个英国团队基于英国太阳能光伏制造商Power Roll的新技术，使用槽模涂层工艺，制造出了能量转换效率高达12.8%的无铟钙钛矿太阳能微模块设备。
Power Roll高级科学家Nathan Hill在接受《光伏》杂志采访时表示：“自从我们在2019年发表上一篇论文以来，我们在提高这些模块的性能方面取得了重大进展。”他指的是发表在《能源环境科学》上的一篇论文，该论文描述了一种由16个1.6 μm宽的V形微槽串联成的钙钛矿光伏设备，该设备的能量转换效率为2.63%。
Power Roll采用了一种新颖的背接触技术，将钙钛矿材料涂覆在柔性轻质PET衬底上，衬底上压印着宽度小于2 μm的微小通道或微型凹槽。
Hill说：“我们已经开发了包括300多个串联槽的技术，展示了超过12%的能量转换效率。据我们所知，这是此类结构的钙钛矿光伏设备所展示的最高效率。” 事实上，根据发表在《ACS应用能源材料》杂志上一篇题为“通过卷对卷槽模涂层工艺制造的背接触钙钛矿太阳能电池模块：迈向量产”的论文，本次演示的设备均带有1.5μm宽的U形凹槽，其中362个是串联连接的。经过7分钟的测试，这些设备的能量转换效率为12.8%。
通道两侧的壁上选择性地涂有n型和p型电子或空穴选择触点。这些凹槽依次连接成一系列的微模块或级联。 在与谢菲尔德大学合作进行的最新研究中，该团队使用了一种可以通过紫外光固化的丙烯酸，以及一种由多层钛/锡（IV）氧化物巴克敏斯特富勒烯制成的n型触点，而p型触点则是基于镍/镍（II）氧化物。
该研究小组指出，钙钛矿是MAPbI3，其中MA指的是甲基铵和CH3NH3+。该钙钛矿采用槽模涂层工艺进行沉积。
涂层辊被切成约1.5厘米× 1.5厘米的小截面。研究人员说：“每个切割部分通常包含大约20个级联，每个级联由362个串行连接的凹槽组成。”
根据Hill的说法，为了研究基本机制，需要一个描述其特性的“新视角”。除了使用扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见光谱、广角X射线散射等工具外，研究小组还在英国同步加速器设备钻石光源（Diamond Light Source）上，进行了纳米聚焦X射线荧光（XRF）实验，还使用了国家物理实验室的新型光电流测绘仪器。 除了上述提到的研究小组以外，斯旺西大学的科学家们也参与了这项研究。
这些装置在单太阳模式下使用校准的AAA太阳模拟器进行测试。研究小组发现，当太阳模拟器被放置在探测站的下方，光线向上投射时，无论是从设备上方照射还是通过衬底照射，都能产生光电流，而从下方照射能获得更高的效率。该研究小组说：“这表明，凹槽装置可以被视为一种双面技术。”
该团队强调，他们的方法避免了铟等“稀缺元素”的使用，使其成为一种低成本的解决方案。“此外，这里探索的所有涂层工艺都是使用卷对卷加工技术进行的。因此，我们的技术是完全可扩展的，符合高通量、低成本制造的要求。”
“虽然这篇论文的重点是探索Power Roll架构的基本功能，但我们将继续在英国东北部的基地开发和演示10厘米× 10厘米的大面积元件，”Hill在谈到接下来的计划时表示，“这些元件包含55,000多个凹槽，我们正在努力将这项技术应用到更大的模块上。”
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