削减“从实验室到工厂”的时间：高通量优化与卷对卷溶槽模印刷光伏涂覆过程评估
摘要：在工业化条件下，实现印刷光伏的商业化需要了解单层的最佳组成和微观结构，并能够在大面积上控制这些性能。虽然通过实验室规模的方法可以很容易地实现微观结构的优化，但是从实验室规模向量产线的转换过程是缓慢而繁琐的。在本文中，我们展示了如何在一个工业相关的槽模涂布生产线上，通过二维组合方法来优化有机太阳能电池的性能并同时评估工艺性能。这得益于使用多喷嘴槽模涂布头，可以实现横向和纵向参数的变化。这种改进使我们能够在一次涂布过程中产生和分析3750个器件，根据活性层的给体:受体比例和电子传输层(ETL)的厚度进行变化。我们使用高斯过程回归(GPR)来利用整个数据集，精确确定最佳参数组合。通过紫外-可见吸收光谱，推测出活性层形态学的与性能相关的特征。通过这种方式映射形态学，检测到了工艺条件(挤出速率、退火温度)的小不均匀性，并量化其对器件性能的影响。通过GPR获得的工艺参数、形态学和性能之间的相关性提供了对潜在物理原理的线索，最后通过自动高通量漂移-扩散模拟量化这些线索。这得出的结论是，对于非常薄的ETL涂层，观察到的电压损失是由于ETL未完全覆盖电极导致的表面复合增强。
作者：Michael Wagner, Andreas Distler, Vincent M. Le Corre, Simon Zapf, Burak Baydar, Hans-Dieter Schmidt, Madeleine Heyder, Karen Forberich, Larry L"uer, Christoph J. Brabec, H.-J. Egelhaaf
论文ID：2305.09000
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-05-17