钙钛矿太阳电池溶剂工程的动力学阐述（英文）

光伏领域的研究者们在不断探索可以用于高效太阳能转换的新材料.研究每种新型光伏材料的主要目的是通过简单的制造工艺和较低的生产成本来实现更高的能量产出.新兴的钙钛矿材料也在竞争行列之中.通过不同的化学计量调控和工艺改进,钙钛矿太阳电池在过去的几年中实现了最高的光电转换效率,这一技术已经成为未来能量转换材料的有力候选者.到目前为止,许多研究表明活性层的薄膜质量在很大程度上决定了钙钛矿太阳电池的光电性能.当前和潜在的用于制备良好活性层形貌的溶剂工程技术大体上是使用主要溶剂、共溶剂(路易斯酸-碱加合方法)和溶剂添加剂来实现.在这篇综述中,我们详细讨论了多种已报道的溶剂工程动力学对钙钛矿太阳电池活性层形态特征的影响.目的是通过不同的结晶过程得到一个关于溶剂工程如何诱导钙钛矿太阳电池活性层形貌的清晰的认知.最后,我们基于不同溶剂的配位性质绘制了一个基本框架,便于筛选可用来制备钙钛矿前驱体的有效溶剂,以获得性能更好和可行性更高的光伏器件.

部分预成核以制备单相基于FA0.92MA0.08PbI3的高效太阳电池（英文）

目前为止,对于高性能钙钛矿太阳能电池(PSCs)的开发已经进行了大量的研究,并取得了显著的成果.基于FAxMA1-xPbI3的混合阳离子钙钛矿具有广泛的吸光范围和显著的热稳定性,是获得高性能器件的理想材料.然而,很难通过前驱体来控制钙钛矿膜中混合阳离子的比例.此外,高MA+含量的FAxMA1-xPbI3薄膜存在严重的相分离和大量的陷阱态,导致光伏性能较差.为了抑制相分离,本文提出了一种退火前部分成核的后处理方法,用混合的甲酰胺碘/甲铵碘(FAI/MAI)溶液处理制备的FAI-Pb I-2-DMSO中间相,最终得到的钙钛矿为FA0.92MA0.08PbI3.发现由于类似的分子结构引发了钙钛矿后处理薄膜中的离子交换,从而促进了部分成核,缺陷大大减少.因此,增加的光捕获和减少的缺陷态有助于提高开路电压和短路电流.用后处理方法制备的PSCs在大气条件下,最大PCE为20.80%, 80天后降解率为30%,具有可靠的重现性.

通过乙胺盐酸盐添加剂工程提升MAPbI3钙钛矿太阳电池的光电性能

钙钛矿光吸收层的质量对太阳电池的光伏性能有重要的影响.目前,制备甲基铵基碘化铅钙钛矿(MAPbI3)的方法会产生大量缺陷态,特别是在晶界和薄膜表面,这些问题阻碍了钙钛矿太阳电池性能进一步提升.本文介绍了一种采用乙胺盐酸盐(EACl)添加剂制备高质量MAPbI3的特殊方法,发现EACl可以使得钙钛矿晶体不通过中间相形成,并在退火后从钙钛矿中蒸发.此外,该方法还获得了梯度钙钛矿结构,显著提高了钙钛矿薄膜的性能.在最佳EACl用量下,器件的光电转换效率(PCE)达到20.03%.器件在室温老化1000 h后仍能保持原有PCE的89%.这一新方法可以简易制备高质量、缺陷少的钙钛矿薄膜,以生产更加稳定的器件.