北京
如果告诉你，一条千兆瓦级的太阳能电池生产线，光是溶剂就要喝掉超过90,000升有毒化学品，你大概会愣一下——我们不是在造清洁能源吗？
这个矛盾，正是柔性钙钛矿太阳能电池迟迟没能大规模商用的一道坎。它轻、它薄、它能弯曲，被寄予厚望要接替笨重的硅板。但制造它的"墨水"里，长期泡着二甲基甲酰胺和乙腈这类有毒溶剂。工厂里的工人要防着它们，环境要消化它们，成本里还得算上处理它们的钱。
英国萨里大学的研究团队最近提出了一套新做法，试图把这瓶"毒墨水"换掉。他们给出的方案，是一种低毒性、生物来源的溶剂配方，在室温下就能操作，减少了对危险工业化学品的依赖。相关研究发表在期刊 Nano Energy 上。
萨里大学先进技术研究所所长、纳米电子中心主任 Ravi Silva 教授在谈到这项工作时说："我们这项创新的潜在影响，不只是简单地替换一种危险溶剂。一个基于易用、无毒溶剂和更简单涂布步骤的工艺，减少了对溶剂处理、废物处置以及随之而来的安全基础设施的需求。"
换句话说，省下的不只是溶剂本身，还有围绕危险化学品搭建的一整套防护体系。
这套新配方叫"显著降低毒性"（SRT）墨水系统，成分来自生物来源。团队把乙醇和2-甲基四氢呋喃组合在一起——后者是一种从农业和林业废弃物中提取的环保溶剂。这个混合物干燥得快，而且直接省掉了反溶剂处理这一步。跳过这道工序，意味着制造过程中既省能源，也省原料。
关键问题是：变绿了，性能会不会打折？
答案是没有。团队用与卷对卷工艺兼容的刮涂法，印出了有效面积 11.5平方厘米 的太阳能迷你组件。室温涂布，再用快速气流干燥，这些柔性面板的功率转换效率超过了 18.2%，并且在持续光照下保持了相当稳定的表现。
这些迷你组件采用的是倒置结构，用刮涂的自组装单分子层作为空穴传输层。这种设计减少了对额外中间层的需求。按照论文的描述，团队还使用了基于激光的 P1 到 P4 划线工艺，把单个太阳能电池单片互连起来，这是工业级组件图案化的常规做法。
值得一提的是，研究人员测试这种环保溶剂时用的是气流辅助刮涂法，但他们同时确认，这套工艺也能适配工厂里常见的狭缝涂布机。这意味着它未来有可能直接接入高吞吐量的生产线，而不是停留在实验室的烧杯里。
"我们希望帮助让清洁能源惠及全世界，如果能在同一步中支持大规模脱碳，那对社会来说是双赢。"Silva 补充道。
把绿色化学嵌进高速印刷技术，让柔性太阳能电池的大规模生产看起来不再遥远。这类柔性钙钛矿组件，未来可能用在便携消费电子产品、建筑一体化窗户，甚至发射到太空的超轻太阳能阵列上。
当然，从实验室的迷你组件到真正的工厂流水线，中间还有工程放大的路要走。但至少，那瓶让人头疼的毒溶剂，现在有了一个更干净的替代选项。
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