获得高质量的微米厚钙钛矿薄膜是实现高效稳定的正(p)-本征(i)-负(n)钙钛矿太阳能电池的关键,但这仍然是一个关键挑战。在这里,来自北京大学物理学院的研究人员报告了一种通过形成相干晶界来生产高质量、微米厚甲脒基钙钛矿薄膜的有效方法,其中高米勒指数取向的晶粒在稳定的气氛中在低米勒指数取向晶粒上生长。所得微米厚的钙钛矿薄膜具有增强的晶界和晶粒,显示出稳定的材料性能和出色的光电性能。小面积太阳能电池的效率为26.1%。1平方厘米器件和5cm×5cm最小模块的效率分别为24.3%和21.4%。在稳定气氛中处理的设备在所有四季都具有很高的再现性。封装器件在光照和光照条件下均表现出优异的长期稳定性。相关研究成果以“Coherent growth of high-Miller-index facets enhances perovskite solar cells”为题,发表在Nature杂志上。https://www.nature.com/articles/s41586-024-08159-5图1. 调控高密勒指数晶面及相关机制。
图2. 原子尺度高分辨率冷冻透射电子显微镜(Cryo-TEM)图像及相干晶界。