钙钛矿太阳电池的转换效率在短短数年时间内便突破23%，超过多晶硅逼近单晶硅，且具备成本低廉、工艺简单等优点，成为近年来光伏研究领域的热点。然而目前高效率钙钛矿太阳电池都局限于小面积（0.1 cm2 左右），不利于大规模产业化生产。英国斯旺西大学Trystan M. Watson教授研究团队将低成本的丝网印刷工艺应用于钙钛矿电池制备的全流程，制备出了迄今为止最大面积（198 cm2）的无空穴碳基钙钛矿太阳电池，转换效率达到了6.6%。研究人员首先利用激光刻蚀在导电玻璃FTO上进行刻蚀处理（防止小电池单元串联时发生短路），随后利用丝网印刷技术依次在FTO上印刷二氧化钛（TiO2）致密层、TiO2和二氧化锆（ZrO2）多孔层、多孔碳层和钙钛矿薄膜层，以制备出完整的电池模块。该电池模块由数十个电池单元串联而成，有效面积达到了198 cm2，这是迄今为此已报道的最大面积无空穴碳基钙钛矿电池单元模块。随后将没有封装的无TiO2致密层和有致密层的电池（未经过放置处理）置于一个标准太阳光辐照下进行电化学性能对比测试研究，结果显示含有TiO2致密层电池短路电流和开路电压依次为20 mA cm−2和 2V，高于没有致密层的电池，从而获得了更高的光电转换效率，达到3.2%，后者仅为1.9%。而当将电池置于湿度70%黑暗室温环境中144小时后，两种电池的性能得到了进一步的提升，其中含有TiO2致密层电池提升到了6.6%，而无致密层的电池则提升至4.2%。这主要是由于，放置于一定湿度空气环境中使得一定水分进入钙钛矿电池当中，提升了钙钛矿薄膜的结晶性和载流子输运特性。更为关键的是，无封装的电池在上述环境中放置2个月后转换效率几乎没有出现衰退，表现出极其优异的稳定性，研究人员指出这主要是源于电池结构，即采用了多孔碳作为空穴，有效保护钙钛矿薄膜免受外界环境的侵蚀破坏。下一步将致力于工艺的改进，主要是提升填充因子，从而进一步提升电池效率。该项研究一方面将低成本的丝网印刷技术应用到钙钛矿电池全流程制备，同时采用碳基结构替代传统空穴结构，制备出了迄今为止最大模块面积的无空穴碳基钙钛矿电池，既简化制备工艺还大幅降低成本，为钙钛矿电池规模化商业生产积累了关键技术基础。相关研究成果发表在《Advanced Materials Technologies》。
