印刷光伏的商業(yè)化需要了解單層的最佳組成和微觀結(jié)構(gòu)，以及在工業(yè)條件下大面積控制這些性能的能力。雖然微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以很容易地通過(guò)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的方法實(shí)現(xiàn)，但從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模轉(zhuǎn)移到中試生產(chǎn)線（“實(shí)驗(yàn)室到晶圓廠”）是一個(gè)緩慢而繁瑣的過(guò)程：首先，在線操作結(jié)構(gòu)敏感方法的困難阻礙了正確的微觀結(jié)構(gòu)表征，其次，必須重新確定每種材料組合的加工性能關(guān)系，因?yàn)橥ㄟ^(guò)典型的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模旋涂獲得的結(jié)果不能直接進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在這里，紐倫堡亥姆霍茲可再生能源研究所H.-J. Egelhaaf、Christoph J. Brabec、Karen Forberich展示了如何優(yōu)化有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能，同時(shí)直接在工業(yè)相關(guān)的槽模涂布線上以2D組合方法評(píng)估其工藝性能。
本文要點(diǎn)：
1) 作者通過(guò)一個(gè)多噴嘴槽模頭實(shí)現(xiàn)其工藝性能評(píng)估，其允許參數(shù)沿幅材和跨幅材變化。作者能夠在一次涂層運(yùn)行中生成和分析3750個(gè)器件，并改變活性層供體與受體的比例和電子傳輸層（ETL）的厚度。作者使用高斯過(guò)程回歸（GPR）來(lái)精確確定最佳參數(shù)組合，并從UV-Vis吸收光譜中推斷出活性層形態(tài)的性能相關(guān)特征。
2) GPR獲得的工藝參數(shù)、形態(tài)和性能之間的相關(guān)性為底層物理研究提供了線索，最終通過(guò)自動(dòng)化高通量漂移擴(kuò)散模擬對(duì)其進(jìn)行量化。作者在非常薄的ETL涂層中觀察到的電壓損失是由于ETL對(duì)電極的不完全覆蓋，這導(dǎo)致表面復(fù)合的增強(qiáng)。
Michael Wagner et.al Cutting “l(fā)ab-to fab” short: High Throughput Optimization and Process Assessment in Roll-to-Roll Slot Die Coating of Printed Photovoltaics EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01801F
https://doi.org/10.1039/D3EE01801F
