新型柔性薄膜光伏模组印刷加工研究

新型柔性薄膜光伏因其高效率、低成本、可柔性化等优势，被广泛认为是下一代太阳能的核心发展方向，是“未来能源”领域国际竞争的关键赛道。然而，在空气环境下稳定性差、规模化制备一致性低，仍是全球产业化的共性瓶颈。

印刷与湿法涂布技术是制备超薄纳米薄膜光电器件的关键路线，相较于真空工艺，该技术具备卷对卷连续制造优势，成本低、易扩展。通过调控剪切速率、涂布速度与退火条件，可在纳米至微米尺度精确控制结晶行为与界面特性，从而调控光电性能。

在超薄纳米薄膜及光电器件印刷制备中，流变行为决定液膜均匀性与成膜动力学。当前主要问题包括：高分子链缠结、剪切稀化与溶剂挥发的耦合缺乏实时调控模型；

传统热退火难以平衡结晶速率与界面应力；纳米尺度载流子与激子输运因而受局域缺陷与界面势垒制约。

通过改进印刷装备，精准控制印刷模头，增强库埃特流，调控毛细流和马拉高尼流，调节界面张力、墨水流变学和印刷过程中钙钛矿胶粒行为以及晶粒生长动力学，从而实现印刷制备高效率刚性和柔性大面积光伏电池模组，进一步采用缺陷原位修复和超快均质退火工艺策略，解决大面积印刷工艺中均一性和重现性问题。

提出柔性有机光伏层层印刷制备准平面异质结概念，通过界面粗化实现垂直相分离，阐述了分子静电势可以作为有效构建垂直相分离新策略。提出了活性层形貌演化的转换因子和大面积制备工艺，提出了解决旋涂工艺到印刷工艺中能量损失补偿问题。

针对绿色溶剂溶解性较差，提出高剪切冲量实现活性层分子链剪切取向，同时利用印刷模头梳型化处理，添加高沸点溶剂策略，调控毛细流和马拉高尼流，提高分子堆砌紧密性，有效抑制大面积印刷过程中咖啡环效应和抑制非辐射复合损失。

陈义旺，赣南师范大学党委书记，南昌大学和江西师范大学博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，入选国家“万人计划”科技创新领军人才、国家百千万人才工程，德国洪堡奖学金获得者，享受国务院政府特殊津贴，江西省化学化工学会理事长，中国化学会会士，英国皇家化学会会士，教育部科技委委员。

1988-1992年江西师范大学获学士学位，1992-1995年江西师范大学获硕士学位，1996-1999年北京大学获博士学位，1999-2003年德国美因兹大学和马尔堡大学进行博士后研究，2003-2004年新加坡国立大学化工系Research Fellow，历任南昌大学化学学院教授、院长，江西师范大学副校长、副书记。

作为第一完成人获江西省自然科学奖一等奖、江西省技术发明奖一等奖、教育部自然科学二等奖、日内瓦国际发明展金奖、中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖、中国产学研合作创新奖、中国材料研究学会技术发明一等奖、江西省教学成果奖一等奖1项和二等奖4项、中国侨界贡献奖、全国宝钢优秀教师奖，入选科睿唯安2024年度全球高被引科学家榜单。

主持和完成国家自然科学基金重大仪器研制项目、重点项目和科技部重点研发项目等，以通讯作者在Science等国际期刊发表学术论文500余篇。