前言
钙钛矿太阳能电池如指甲盖大小尺寸时转换效率很高，可达25.8%，但走出实验室要大尺寸生产，转换效率甚至低到15%以下。究其原因，主要是各膜层不同位置的均匀性不一致，导致内部存在很多界面，使电子和空穴难于迁移流动，开路电压损失，使电能无法释放所致。所以钙钛矿太阳能电池制程中控制各种膜层的均匀性是一个重要改进方向。电阻率是表征离子迁移率和杂质浓度的参数，非常适合用来表征膜层的均匀性，从而可指导生产过程中膜层均匀性的提高。东莞百瑞自动化有限公司高分辨率的面电阻仪，是改进膜层均匀性的有力工具。https://www.artbriauto.com
钙钛矿太阳能电池简述
钙钛矿太阳能电池生产具有能耗少、制造成本低、能量转换效率高、环保、轻便、弱光发电性好等优点，若同硅晶太阳能电池复合叠层，效率可达30%以上。近10年发展迅速，是未来可再生清洁新能源的重点发展方向。
钙钛矿太阳能电池在实验室小批量小尺寸生产时表现出诸多优越性能，但要跨入大批量、规模化、商业化普及，还存在不稳定、寿命短，大尺寸制造时能量转换效率不高2个难题待突破。
钙钛矿太阳能电池制程程中，有N型和P型吸收层，背电极层、缓冲层等不同膜层，需要在石英或聚合物绝缘膜衬底上涂敷各种纳米材料，如WO3，SnO2、NiOx和ZTO，再在其上镀上导电金属作为集流体，把半导体层受光线激发产生的电子和空穴电荷导出，从而完成太阳能的发电。
几种膜层测试优缺点评价
透明镀层的表征通常有光谱测厚仪、台阶仪和面电阻仪几种。
光谱测厚需要预先知道膜层的折射率，但膜层折射率本就受厚薄不均、膜层材料内各成份是否混合均匀和反应是否充分的影响，误差比较大，而且不能同电池的电性能直接对应起来。
台阶仪主要测量膜层的凹凸、厚度、孔隙连接等表面质量的仪器，膜层内各成分的混合和反应状态无法表征。
膜层厚度、内部成份的混合状态和浓度、界面性能等微观情况可直接在宏观性的电阻上反应出来，掺杂离子浓度、薄膜的结晶度和微观结构对电阻率影响较大；电阻也能同后续电池的电参数直接对标起来。所以面电阻仪是膜层厚度和均匀性的一个极好的表征工具，也是成本最低的。
钙钛矿太阳能电池制程中膜层面电阻率测试示例
下面为用东莞百瑞自动化有限公司的面电阻仪测量某顶先水平钙钛矿太阳能电池厂镀膜样品的不同位置面电阻率情况。从数据看，膜层均匀性还有改进空间。
面电阻仪
1、氧化镍（NiOx）镀层面电阻的测量
样品3个位置面电阻各不相同，JD与YD位置相差23%，与ZJ差7%。
2、氧化锡（SnO2）镀层面电阻的测量
样品3个位置面电阻率各不相同，YD位置比JD处少43%，ZJ比JD少7%。
3、氧化钨（WO3）镀层面电阻的测量
样品3个位置面电阻率各不相同， JD位置比YD差70%，ZJ位置比YD差64%。
4、氧化锌钛（ZTO）镀层面电阻的测量
样品3个位置面电阻率各不相同， ZJ位置电阻率比JD处少10%，YD位置比JD处少3.5%。
溶液型钙钛矿太阳能电池镀
膜前的浆料分散和稳定性的控制
镀膜前浆料的分散和稳定性的也是控制镀层均匀性的一个重要措施。这个可用溶液浆料分散稳定测试仪来帮助来表征、测试，指导制浆配方和工艺。将可获得更好的镀膜品质，得到更高发电效率的钙钛矿太阳能电池。
原文始发于微信公众号（东莞百瑞自动化有限公司）：钙钛矿太阳能电池ZTO、NiOx、SnO2、WO3等膜层厚度、均匀性的测试
