上海交大韓禮元團隊Nature: 無溶劑非真空途徑制備大面積鈣鈦礦太陽能電池薄膜

【引言】

近期，有機-無機雜化鈣鈦礦用于光電子學飛速發展，鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率更是達到了22％的高效率。穩定性的測試研究也在以成千上萬小時的速度突飛猛進。然而，這種電池若要向商業化發展，甚至是工業化大規模生產，就同時需要生產出大面積均勻的高品質鈣鈦礦薄膜。這其中的一個關鍵挑戰就是要克服當小型器件放大制造時功率轉換效率的顯著降低：當約0.1平方厘米的開孔面積增加到超過25平方厘米時，發現轉換效率從20％減少到約10％。因此，迫切需要制備大面積均勻的高品質鈣鈦礦薄膜。

【成果簡介】

北京時間2017年9月7日，Nature在線發表了一篇上海交通大學韓禮元教授和楊旭東特別研究員（共同通訊）等人以題為“A solvent- and vacuum-free route to large-area perovskite films for efficient solar modules”的文章，陳漢博士、葉飛博士、唐文濤為共同第一作者。該團隊研發出一種無溶劑、非真空的新沉積方案用于甲基銨鹵化鉛鈣鈦礦薄膜。它依賴于胺絡合物前體到鈣鈦礦膜的快速轉化，并隨后施加壓力。使用這種方式沉積的鈣鈦礦薄膜沒有針孔而且高度均勻。更重要的是，新的沉積方法可以在低溫環境中進行，有利于大面積鈣鈦礦裝置的制造。

【圖文導讀】

圖1?前體CH₃NH₃I·mCH₃NH₂的原理結構及其XRD圖譜和FTIR光譜

圖2 壓力處理方法的步驟及SEM圖像和XRD圖譜

圖3 太陽能電池組件的結構及性能分析

文獻鏈接：A solvent- and vacuum-free route to large-area perovskite films for efficient solar modules（Nature, 2017, DOI:10.1038/nature23877 ）

拓展閱讀：上海交大韓禮元Energ. Environ. Sci.：垂直結晶法實現高效且穩定的氟代甲脒(FA)基鈣鈦礦電池

本文由材料人編輯部Allen整理編輯。

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