Progress in Scalable Coating and Roll‐to‐Roll Compatible Printing Processes of Perovskite Solar Cells toward Realization of Commercialization

Abstract

Organic–inorganic halide perovskite solar cells (PeSCs) have attracted worldwide attention due to their excellent photovoltaic properties, such as their proper bandgap, strong light absorption, long exciton diffusion length, and easy device fabrication with solution processes, suggesting a great potential for low‐cost, high‐performance solar cells. After a power conversion efficiency (PCE) of 3.8% achieved in 2009, numerous efforts have been made to create PeSCs with high PCEs over 20% in small‐area cells. The next challenge is transition from the lab‐scale spin coating to a large‐scale coating/printing, which will preferably involve the cost‐competitive roll‐to‐roll manufacturing and vacuum‐free full‐printing process. This review provides a progress report on studies related to the scalable deposition methods for PeSCs, such as slot‐die coating, blade coating, spray coating, and various other methods, and to their processing strategies for morphology control in perovskite film formation and discusses the challenges and potential of commercialization of PeSCs in the future.

Coated and Printed Perovskites for Photovoltaic Applications

“…[75][76][77][78][79][80] The key advantages of inkjet printing are that it is a material-efficient, contactless process with great flexibility in terms of the printed shape, thickness, and flexibility in the shape of the digitally printed layers. In recent years, inkjet printing has advanced toward a competitive deposition method for inorganic and organic optoelectronics.…”

Flexible Perowskit‐Solarzellen: Herstellung und Anwendungen

“…Wirhaben eine Te chnik der alternierenden Va kuumbeschichtung entwickelt, um hochwertige Perowskitfilme herzustellen, wie sie füre ine in- Eine weitere kostengünstige Mçglichkeit, die Massenproduktion flexibler PSCs zu realisieren, ist die kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Technologie. [183][184][185] Darüber hinaus wird erwartet, dass die Herstellung flexibler PSCs mittels der Rolle-zu-Rolle-Technik aufgrund des einfachen Aufbaus der Apparatur und des günstigen Herstellungsprozesses erfolgreich sein wird. [182] Im Vergleich zu herkçmmlichen Solarzellen bietet die Perowskit-Photovoltaik aufgrund der hervorragenden Eigenschaften der Perowskit-Materialien, wie beispielsweise der hohen Absorptionskoeffizienten, der guten Lçslichkeit in polaren Lçsungsmitteln und der supermechanischen Zähigkeit, einen bequemeren Zugang zu großflächigen flexiblen Vorrichtungen mithilfe der Rolle-zu-Rolle-Technologie.…”

“…[180] Die Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung wurde in der Solarzellfertigung erfolgreich eingesetzt, insbesondere im Bereich der organischen Solarzellen [181] und der farbstoffsensibilisierten Solarzellen. [185] Als flexible Substrate bei der Herstellung großformatiger PSCs werden in der Rolle-zu-Rolle-Fertigung normalerweise PET oder PEN eingesetzt, vor allem wegen der hohen Lichtdurchlässigkeit. [183][184][185] Darüber hinaus wird erwartet, dass die Herstellung flexibler PSCs mittels der Rolle-zu-Rolle-Technik aufgrund des einfachen Aufbaus der Apparatur und des günstigen Herstellungsprozesses erfolgreich sein wird.…”

“…[182] Im Vergleich zu herkçmmlichen Solarzellen bietet die Perowskit-Photovoltaik aufgrund der hervorragenden Eigenschaften der Perowskit-Materialien, wie beispielsweise der hohen Absorptionskoeffizienten, der guten Lçslichkeit in polaren Lçsungsmitteln und der supermechanischen Zähigkeit, einen bequemeren Zugang zu großflächigen flexiblen Vorrichtungen mithilfe der Rolle-zu-Rolle-Technologie. [183][184][185] Darüber hinaus wird erwartet, dass die Herstellung flexibler PSCs mittels der Rolle-zu-Rolle-Technik aufgrund des einfachen Aufbaus der Apparatur und des günstigen Herstellungsprozesses erfolgreich sein wird. [185] Als flexible Substrate bei der Herstellung großformatiger PSCs werden in der Rolle-zu-Rolle-Fertigung normalerweise PET oder PEN eingesetzt, vor allem wegen der hohen Lichtdurchlässigkeit.…”

“…[183][184][185] Darüber hinaus wird erwartet, dass die Herstellung flexibler PSCs mittels der Rolle-zu-Rolle-Technik aufgrund des einfachen Aufbaus der Apparatur und des günstigen Herstellungsprozesses erfolgreich sein wird. [185] Als flexible Substrate bei der Herstellung großformatiger PSCs werden in der Rolle-zu-Rolle-Fertigung normalerweise PET oder PEN eingesetzt, vor allem wegen der hohen Lichtdurchlässigkeit. In Anbetracht der niedrigen Prozesstemperatur kçnnen Druck-oder Beschichtungstechniken mit dem Rolle-zu-Rolle-System kombiniert werden, um die aktiven Perowskit-und Tr ägertransportschichten herzustellen.…”