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钙钛矿太阳能电池
Application Data
钙钛矿太阳能电池，是将具有钙钛矿晶体结构的材料作为光吸收层的下一代太阳能电池。它轻薄，还可制备在柔性基板上，有望应用于建筑墙面、窗户等以往难以布设太阳能电池的场所。同时，因其制造成本低，且有望实现较高的光电转换效率，在可再生能源领域备受关注。
要实现钙钛矿太阳能电池的实用化，除维持高发电效率外，提升长期稳定性与耐久性、以及对大面积化带来的膜质波动的管理都是重大课题。尤其是精准掌握发电层的结晶性、膜厚、表面状态、缺陷、劣化因素等，是提升器件性能、保障可靠性的关键。因此，对材料特性进行精密测试与评估的技术必不可少。
要实现钙钛矿太阳能电池的高品质制膜，掌握材料分散状态以及成膜后的薄膜评估至关重要。大塚电子的测量设备可通过粒径・粒度分布测试评估分散状态与是否发生团聚，为抑制制膜不均、减少缺陷，搭建稳定的工艺体系助力。此外，设备能够以非接触、非破坏方式评估膜厚、折射率、消光系数等光学特性，有助于掌握成膜状态、优化成膜工艺条件，并实现品质管理。
| 粒径测量 | 粒径测量 | |
|---|---|---|
| HTL | - | ● |
| 钙钛矿 | ● | ● |
| ETL | ● | ● |
| ITO | - | ● |
分散性不佳以及凝集物的存在，会造成制膜不均、产生缺陷，并导致光电转换效率下降。通过测定粒径与粒度分布，掌握分散状态、评估是否发生凝集，对于材料品质管理以及构建稳定的制膜工艺十分重要。
| 大塚電子DLS | SEM | |
|---|---|---|
|
液体的分散性 粒径 |
○ (湿式) |
○ (干式) |
| 测量时间 |
◎ (1分钟) |
× (数小时) |
电子传输层（ETL）需要具备良好的透光性；为实现高效的电子传输，要求形成薄且均匀的薄膜。因此，用于制备 ETL 薄膜的分散液必须具备优异的分散性。
钙钛矿晶体膜的作用是利用太阳光激发产生电子，但成膜时如果薄膜存在不均匀、针孔等缺陷，将会导致发电性能下降。 钙钛矿前驱体溶液中若存在团聚物，会生成粗大晶体，还会在成膜过程中产生缺陷，因此需要稳定性好、分散性优异的钙钛矿前驱体溶液。
膜厚不均、成膜异常会导致品质劣化以及发电效率下降。因此，实现膜层均匀涂覆十分重要。本公司可对钙钛矿太阳能电池的各类膜层厚度进行非接触式测量。
| 大塚电子膜厚仪 | SEM | 探针式台阶仪 | |
|---|---|---|---|
| 测量时间 |
◎ (数秒) |
× (数小时) |
○ 数分钟 |
| 多层解析 |
◎ (非破坏) |
○ (破坏性截面观测) |
× (总厚测量) |
| 质量管理 |
◎ (非破坏) |
○ (破坏性截面观测) |
× (总厚测量) |
