德国亥姆霍兹团队最新AEM:印刷高质量FAPbI3钙钛矿薄膜,了解热退火前α相成核的关键作用

文摘   2024-10-12 14:36   瑞士  

提高甲脒三碘化铅 (FAPbI3) 薄膜涂层的质量对于实现全印刷和卷对卷生产钙钛矿光伏电池至关重要。然而,采用无溶剂印刷方法加工的薄膜 FAPbI3 会遭受不良降解,变成非光活性相,尤其是在环境加工条件下。这里,薄膜加工中最关键的阶段被确定为铸态湿膜的气淬处理。实现 α 相纳米晶体的成核及其在室温下的充分生长至关重要,这对于在随后的热退火过程中模板化高度结晶和稳定的 α-FAPbI3 薄膜的生长是必不可少的。没有这些 α 相纳米晶体的气淬处理膜只能通过热退火转化为亚稳态 α-FAPbI3。基于此,德国亥姆霍兹Christoph J. Brabec & Tian Du团队通过精确识别铯离子 (Cs+) 的自发掺杂是触发α-FAPbI3成核的关键因素,以及氯离子(Cl−)在增强纳米晶体生长中的作用,提出了一种用于前体墨水添加工程的通用机制,相关成果于2024年10月10日发表于Advanced Energy Materials期刊。识别出的机制意味着全印刷碳电极太阳能电池的功率转换效率为 19.36%,碳电极微型模块的功率转换效率为 16.23%,并且具有出色的运行稳定性,表明这种提议的制造路线在钙钛矿光伏电池升级方面具有巨大的潜力。

论文信息:S. Qiu, L. Dong, D. Jang, F. Yang, J. G. Cerrillo, C. Li, Z. Xie, J. Luo, F. Guo, A. Distler, T. Du, C. J. Brabec, H.-J. Egelhaaf, Printing High-Quality Formanidinum Lead Triiodide Films: Understanding the Critical Role of α-Phase Nucleation Before Thermal Annealing. Adv. Energy Mater. 2024, 2402616. https://doi.org/10.1002/aenm.202402616

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