在过去十年中，钙钛矿太阳能电池（PSCs）取得了飞速进展，其认证的单结转换效率现已超过27% [1], [2]。然而，将这种性能转化为可制造和耐用的模块仍受到对电极的限制。贵金属电极（如金和银）虽然具有高效率，但存在成本高、离子迁移到吸收层以及依赖真空沉积（难以规模化生产）的缺点 [3], [4]。基于碳的钙钛矿太阳能电池（C-PSCs）成为了一种实用的替代方案，因为碳电极具有化学惰性、热稳定性、成本低，并且可以在常温环境下进行加工 [5], [6], [7]。此外，碳对电极使得无需空穴传输层（HTL），从而降低了材料复杂性，同时提高了防潮和热稳定性 [5], [8]。
碳材料的选择对C-PSCs中电极的性能至关重要。已使用的碳材料包括炭黑、石墨薄片、乙炔黑、碳纳米管（CNTs）、石墨烯和三维（3D）结构石墨烯，这些材料可以单独使用或组合使用 [9], [10]。炭黑提供了较大的表面积和优异的电导性，但通常需要聚合物粘合剂来确保机械完整性。石墨薄片具有较高的固有导电性和化学稳定性，而碳纳米管和石墨烯则引入了一维和二维导电路径，有助于改善电荷传输和与钙钛矿的界面接触 [9], [11]。混合配方（如石墨/炭黑混合物或掺碳的碳 paste）也能够在导电性与薄膜密度、界面粘附性和涂层流变性能之间取得平衡 [12], [13]。
除了材料选择外，沉积技术还显著影响薄膜的均匀性、界面质量、厚度控制和可扩展性。已有多种用于C-PSCs中碳对电极的涂层方法，包括丝网印刷、喷涂、喷墨印刷、刀片涂层和槽模涂层 [14], [15]。丝网印刷因其工艺的鲁棒性和适用于高粘度碳 paste而广泛使用，但厚度控制较差，且生成的薄膜相对粗糙 [16]。喷涂和喷墨印刷虽然提供了更大的图案化自由度，但会导致喷嘴堵塞、墨水配方窗口狭窄以及产量有限 [17], [18]。
刀片涂层和槽模涂层方法与上述方法有根本区别。这两种方法都是基于液膜形成的：湿膜是通过施涂器和基底之间的移动液桥连续沉积的，而不是通过掩膜、喷嘴阵列或液滴流沉积的。这不仅能够更精细地控制湿膜的厚度和形态，还实现了大面积和连续制造，这也是本文重点研究的方向。刀片涂层是一种经济高效的方法，可以通过调节刀片间隙、涂层速度和基底温度来精确控制薄膜厚度，非常适合在实验室规模上测试配方和优化界面 [18]。槽模涂层采用封闭的预计量进料方式，可实现近乎完全的材料利用、高重复性，并且可以直接与卷对卷（R2R）生产工艺兼容，特别适用于大面积和柔性PSC模块 [19], [20], [21], [22]。其可扩展性已在一步R2R制备的PSCs中得到验证，最近在柔性塑料基底上的 industrially 相关一步R2R槽模涂层中也得到了应用 [24]，进一步证明了槽模涂层作为大规模PSC制造的有前途的途径。
最近的研究表明，刀片涂层和槽模涂层在C-PSCs中的碳电极方面取得了快速进展，提高了功率转换效率（PCE）、界面质量和操作稳定性 [25], [26], [27], [28], [29], [30]。尽管之前的综述涵盖了C-PSCs的碳材料、柔性PSCs的涂层技术或器件制备工艺，但系统性的、过程导向的刀片涂层和槽模涂层方法的比较分析仍然缺乏。本文通过提供C-PSCs中刀片涂层和槽模涂层碳对电极的全面概述来填补这一空白（图1）。首先介绍了相关的碳材料，然后讨论了刀片涂层和槽模涂层的工艺，包括墨水配方、涂层参数、干燥和后续处理。随后探讨了优化碳电极和碳/钙钛矿界面的工程策略及其对电荷传输和器件性能的影响。最后，讨论了当前面临的挑战以及实现高效、稳定和可制造碳基PSCs的未来方向。
