对于太阳能电池中的半导体材料,如硅、钙钛矿等,退火同样具有重要意义。
在钙钛矿太阳能电池中,退火能够优化钙钛矿薄膜的晶格结构。在制备过程中,钙钛矿薄膜可能会由于快速结晶等原因产生大量的晶界和缺陷。通过合适的退火工艺,如近空间退火(CSA),可以精确控制残留溶剂的释放过程。
在 CSA 退火时,溶剂分子在缓慢挥发的过程中会溶解晶界,促进相邻小晶体的合并。这一过程使得晶粒尺寸增大,晶界数量减少。晶界在电池中通常是电子 - 空穴复合的高发区域,减少晶界能够有效降低复合率,提高电池的光电转换效率。退火工艺的优化需要精细的调控。温度是其中最为关键的参数之一。
不同的电池材料具有不同的熔点、相变温度和热稳定性,因此需要根据材料的特性选择合适的退火温度。如果温度过低,原子获得的能量不足,无法有效地进行扩散和重排,难以达到优化晶格结构的目的;而温度过高,则可能导致材料的熔化、分解或过度扩散,破坏材料的原有结构,同样会对电池性能产生负面影响。
随着温度的升高,原子开始在晶格中进行扩散和重新排列。这一过程类似于一场精心编排的 “原子舞蹈”,原子们在热的驱动下寻找着更加合理、有序的位置,以修复晶格中的缺陷,填补空位,纠正错位等。
来源:亚太光伏
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