AEM:面向钙钛矿太阳能电池的绿色加工:质子离子液体使水基和醇基 MAPbI3 前驱体油墨能够用于狭缝模头涂布

文摘   2025-01-25 07:55   河南  

卤化物钙钛矿太阳能电池正在接近商业化,溶液处理成为大规模生产的关键方法。这项研究柏林洪堡大学Eva Unger等人引入了一项重大进展:在质子离子液体丙酸甲铵 (MAP) 促进的钙钛矿前驱体油墨中使用水和酒精等无毒溶剂。
MAP 可有效溶解钙钛矿前驱体,如乙酸铅和碘化甲基铵,是首款适用于一步槽模涂布的稳定水性钙钛矿前驱体油墨。这种新的油墨配方与传统的基于二甲基甲酰胺 (DMF) 和二甲基亚砜 (DMSO) 的油墨形成鲜明对比,原位掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 证明了这一点,它揭示了中间的无液固转变。原位质谱法还表明,有机分子在退火过程中蒸发,产生结晶钙钛矿相。将溶剂混合物优化为 H2O/IPA/MAP 实现了成功的狭缝晶片涂布,产生了效率高达 10% 的钙钛矿太阳能电池。
与基于 DMF 的油墨相比,这种环保油墨降低了毒性和环境影响,提供了更长的保质期,并且可以在环境条件下使用油墨。这项开创性工作代表了在室温条件下通过狭缝模头涂布进行一步薄膜涂布的水性绿色油墨配方的首次报告,突出了其可持续商业应用的潜力。
F. Ünlü, A. Florez, K. Dodd-Clements, L. K. Reb, M. Götte, M. Grosch, F. Yang, S. Öz, F. Mathies, S. Mathur, D. Ramírez, F. Jaramillo, E. Unger, Toward Green Processing of Perovskite Solar Cells: Protic Ionic Liquids Enable Water- and Alcohol-Based MAPbI3 Precursors Inks for Slot-Die Coating. Adv. Energy Mater. 2025, 2403626.
https://doi.org/10.1002/aenm.202403626


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