在超轻光伏的柔性聚合物薄膜上进行光电极的闪光红外合启用高温烧结
David Bradford1, Iacopo Benesperi1,2, Hiroaki Jinno3
1Newcastle University, School of Natural and Environmental Sciences, Bedson Building, Newcastle upon Tyne NE1 7RU, U.K.
ACS energy letters
|January 15, 2026
概括
研究人员开发了闪光红外化技术,以化半孔二氧化 (m-TiO2) 光电极用于超轻染料敏感化太阳能电池 (DSC). 这种方法可以在聚合物基板上实现高效,灵活的太阳能电池,这对于便携式电子产品和物联网设备至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源技术可再生能源技术
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 超轻光伏在重量至关重要的应用中至关重要,例如自动供电的物联网 (IoT) 节点和灵活的电子产品.
- 传统的染料敏感化太阳能电池 (DSC) 需要高温烧结 (450-500°C) 的二氧化 (m-TiO2) 光电极,这与聚合物基板不兼容.
研究的目的:
- 开发一种适用于柔性聚合物基板的m-TiO2光电极的低温烧结方法.
- 为了使高效率,超轻量级和卷对卷印刷的DSC的生产.
主要方法:
- 使用闪光红外 (IR) 火,在氧化/聚胺薄膜上烧结m-TiO2层.
- 使用水冷式散热器在红外辐射期间保持基板温度低于170°C,使m-TiO2层局部加热到550 ± 20°C.
- 进行了生命周期评估 (LCA),以评估与传统加工相比对环境的影响.
主要成果:
- 通过闪光IR回火实现了有机结合物的完全去除.
- 基板的板电阻略有增加,从60.2升至129.8 Ω平方-1.1.
- 使用这种方法制造的柔性DSC在25μm以下的塑料基板上实现了5.10%的创纪录功率转换效率.
- 现成设备的特定功率是同等玻璃设备的51倍.
- 与刚性热板加工相比,LCA揭示了局部IR烧结对环境影响的显著减少.
结论:
- 闪光射线回火有效地取代了DSC中的m-TiO2光电极的高温炉烧结.
- 这种技术克服了使用聚合物基板的加工限制,为真正的卷对卷可打印混合太阳能电池铺平了道路.
- 开发的方法产生了超轻,高效的柔性太阳能电池,减少了对环境的影响.
