两步顺序沉积有望通过分离PbI2和有机盐的沉积来控制致密钙钛矿的结晶和生长。此外,热蒸发PbI2具有形成纹理表面的潜力。然而,通过两步顺序沉积制备的倒置钙钛矿太阳能电池的性能远远落后于通过前体溶液一步沉积制备的电池。基于此,南方科技大学丘龙斌团队发现了顺序热蒸发溶液工艺中用于高质量钙钛矿薄膜的阴离子交换的见解,相关成果于2024年9月2日发表于期刊Energy & Environmental Science期刊。交换过程促进了有机化合物向蒸发 PbI2 中的物质传输和渗透,优化了相纯度,并实现了均匀的卤化物分布和抑制相分离。通过固溶体相互扩散工艺以蒸发 PbI2 作为底层制备的器件的冠军效率为 24.43%(认证为 24.18%),这是基于蒸发 PbI2 的最高倒置钙钛矿太阳能电池。该器件采用可扩展的叶片工艺进行固溶体相互扩散,效率高达 22.22%。所得的可整合可扩展电池在单太阳光照下运行 682 小时后仍能保持初始效率的 95%。这种阴离子交换策略为未来大面积单片钙钛矿-硅串联电池提供了指导意义。