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钙钛矿太阳能电池是第三代光伏技术，它利用钙钛矿结构的有机金属杂化化合物作为吸光层来实现光电转换，具有柔性、质轻等特性，即便在阴天也可保持较稳定的光电转换效率，可应用于柔性组件、光伏建筑一体化、车载能源等场景。
纤纳库布其钙钛矿地面电站实拍图
然而，钙钛矿太阳能电池从实验室规模到大规模生产的转变面临很多挑战，尤其是干燥过程，它直接影响钙钛矿薄膜能否在大面积尺度上实现均匀结晶。现有的干燥过程存在相互掣肘的问题，无法同时兼顾适合大面积生产，又使薄膜边缘和中心干燥均匀，或者难以维持足够的干燥时间，或者会限制添加剂的使用，从而影响效率和稳定性的提升。
总之，传统制造技术直接影响产品良率，需要开发新的干燥技术，来实现大面积的钙钛矿薄膜的高效率和高可靠性制造。
钙钛矿薄膜形成与太阳能电池性能
5月22日，杭州纤纳光电科技股份有限公司以第一通讯单位身份，在国际顶级学术期刊 Science发表题为“ 3D Laminar Flow-Assisted Crystallization of Perovskites for Square Meter-Sized Solar Modules ”的研究，解决了大面积钙钛矿薄膜干燥难题，从根本上解决了钙钛矿组件生产良率低的问题，并大幅改善了组件的光热稳定性。
3D打印技术被用于制造可定制内部结构的层流空气干燥器，这对于该成果的实现发挥了至关重要的作用。层流空气干燥器是一种关键设备，用于干燥大面积钙钛矿薄膜，解决传统干燥方法在大规模生产中的局限性。
研究人员通过理论计算，优化了层流空气干燥器的内部结构，确保在大面积薄膜上实现均匀的层流空气流动。由计算结果生成的设计通过3D打印制造出来并进行实验验证。使用3D打印技术，是因为该技术可以定制生产层流空气干燥器的内部结构。
三种不同层流空气干燥器设计的模拟优化和实验结果
模拟的3D气流分布和流体分布
最终的结果表明，新开发的层流空气干燥器实现了大面积钙钛矿薄膜的快速且均匀干燥。它不仅提高了薄膜的质量和稳定性，还显著提升了太阳能电池的性能和长期可靠性，为钙钛矿太阳能电池的大规模生产和商业化应用提供了有力支持。
纤纳光电表示，基于该技术，公司已建造全球首条百兆瓦钙钛矿量产线，创下了钙钛矿行业多项世界纪录，该产线所生产的组件良率突破98.5%，达到商业化应用水平。
注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。
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