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高純金屬鹽是默克（Sigma-Aldrich®）的明星產(chǎn)品，具有純度高、批次間一致性好等顯著優(yōu)勢，并提供多種不同等級可供選擇。這些產(chǎn)品均由默克位于美國伊利諾伊州Urbana的工廠生產(chǎn)，該工廠自1995年投產(chǎn)以來，持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)各類高質(zhì)量金屬無機鹽。在鈣鈦礦太陽能電池應(yīng)用中，碘化鉛作為制備吸光層最常用的關(guān)鍵材料之一，對鈣鈦礦器件的效率和性能具有顯著影響，也是默克熱銷的核心產(chǎn)品之一。

圖一：默克材料測試示意圖

在實際測試中，使用默克（Sigma-Aldrich^®）純度為99.999%的高純碘化鉛（貨號 203602），與其他品牌材料相比，可明顯提升器件的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。與其他進口品牌對比時，該產(chǎn)品在實際器件性能方面同樣展現(xiàn)出突出的優(yōu)勢和更為穩(wěn)定的表現(xiàn)。

除高純碘化鉛粉末外，Sigma-Aldrich^®還采用專有工藝制備了顆粒狀碘化鉛材料（AnhydroBeads^™，貨號 554349）。該無水顆粒直徑約為 2 mm，相較于粉末形態(tài)，特殊的顆粒結(jié)構(gòu)使其具有更低的比表面積，從而大幅降低對環(huán)境水分的吸收。產(chǎn)品采用安瓿瓶密封包裝，有效隔絕空氣，顯著減少環(huán)境水分與氧氣的進入，幫助無水顆粒材料在儲存和使用過程中保持長期穩(wěn)定的高品質(zhì)。

圖二：AnhydroBeads^TM 無水顆粒實物圖

針對鈣鈦礦太陽能電池的應(yīng)用需求，默克（Sigma-Aldrich^®）專門推出了鈣鈦礦級碘化鉛材料（貨號 900168）。傳統(tǒng)高純鹽類在使用過程中可能會出現(xiàn)溶解性不足等問題�；�于此前高純碘化鉛產(chǎn)品，進一步優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，開發(fā)出鈣鈦礦級碘化鉛，在常用溶劑（如 DMF）中的溶解性和使用穩(wěn)定性得到顯著改善，從而更好地適配鈣鈦礦溶液工藝。

材料純度是獲得高性能器件的關(guān)鍵因素之一。以Sigma-Aldrich^®的碘化錫（II）材料為例，該材料穩(wěn)定性強，不易氧化，在近年來多項錫基鈣鈦礦電池研究中發(fā)揮了重要的作用。材料的的高純度，來源于生產(chǎn)過程中對其他金屬雜質(zhì)含量進行的嚴格控制。根據(jù)默克內(nèi)部工藝標準，共有32 種金屬元素的含量受到嚴密監(jiān)控，涵蓋堿金屬、堿土金屬以及貴金屬等，并在產(chǎn)品出廠前通過高精度 ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜）測試進行確認。在上述金屬鹽中，所有雜質(zhì)金屬元素（如鈣、銅、鐵、鈉等，具體檢測元素及限值可參見 COA）的總含量可控制在 15 ppm 以內(nèi)，從而最大程度降低微量金屬雜質(zhì)對器件性能的干擾與影響。

產(chǎn)品采用源自玉米、甜菜的生物基原料制備，通過ASTM D6866-16認證，屬于 100% 可再生資源溶劑，并嚴格遵循綠色化學(xué) 12 項原則。與傳統(tǒng)石油基溶劑相比，ElectroGreen^® 在保持優(yōu)異溶解性能的同時，實現(xiàn)了更環(huán)保的替代。

默克（Sigma-Aldrich^®）為多種常用電子級溶劑（如丙酮、異丙醇、甲苯、二甲苯、環(huán)己酮、NMP 等提供一對一的綠色替代產(chǎn)品，具備高純度、低金屬雜質(zhì)、低水分、低蒸發(fā)殘留和低 VOC 等優(yōu)勢。部分應(yīng)用場景下，甚至可在無需通風(fēng)櫥的條件下進行溶液加工，其中甲苯，丙酮等替代溶劑，相比于傳統(tǒng)甲苯和丙酮，為非易制毒化學(xué)品，因此為科研人員在安全合規(guī)、成本控制與可持續(xù)發(fā)展之間提供了理想平衡。

圖三：ElectroGreen^®的COA示例

鈣鈦礦太陽能電池的溶液制備對水分極其敏感，溶劑含水量過高會導(dǎo)致前驅(qū)體分解、薄膜缺陷增加，從而降低器件效率和穩(wěn)定性。因此，使用無水/超干溶劑已成為高性能鈣鈦礦電池研發(fā)的基礎(chǔ)要求。Sigma-Aldrich^®提供多種適用于鈣鈦礦體系的無水溶劑，如 DMF、DMSO、NMP 及無水醇類等，具有超低含水量、低雜質(zhì)和良好的批次間一致性。搭配高純金屬鹽前驅(qū)體，可顯著提升薄膜質(zhì)量和實驗可重復(fù)性，幫助科研與企業(yè)用戶獲得更高效率和更穩(wěn)定的鈣鈦礦器件。