南京大学/维多利亚大学，Nature Energy！
文摘
2025-01-29 19:30
青海
宽禁带（WBG）钙钛矿是一种具有1.65至1.80 eV带隙的材料，因其在钙钛矿串联太阳能电池中的潜力而受到广泛关注，尤其是在与窄禁带吸收材料（如晶体硅、铜铟镓硒等）耦合时。与传统的硅材料相比，WBG钙钛矿具有更高的光吸收效率和较低的成本，因此在太阳能电池领域展示了巨大的应用前景。然而，WBG钙钛矿的制备面临溶剂选择的挑战。传统上，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚硫酰胺（DMSO）是常用的溶剂，但DMF由于其环境和健康危害，限制了其在大规模生产中的应用，而纯DMSO在薄膜的均匀性和可加工性方面存在问题。因此，开发绿色溶剂体系以满足环境友好、可扩展性和高性能的要求，成为了当前的研究热点。鉴于此，来自南京大学谭海仁教授、Xiao Ke，维多利亚大学Makhsud I. Saidaminov 等研究者在WBG钙钛矿的绿色溶剂体系设计中取得了重要进展。该团队提出了一种基于二甲基亚硫酰胺（DMSO）和乙腈（ACN）的绿色溶剂体系，并通过加入乙醇来防止前驱体降解，延长溶液的处理窗口。通过这一创新的溶剂体系，该团队成功制备了高效率的WBG钙钛矿太阳能电池，其中1.78 eV带隙的电池实现了19.6%的功率转换效率，1.68 eV带隙的电池则达到了21.5%的功率转换效率。此外，该团队还利用这一绿色溶剂体系，成功开发了20.25 cm²的全钙钛矿串联太阳能模块，功率转换效率达到了23.8%。这一研究不仅解决了WBG钙钛矿的溶剂制备问题，还为环保制造提供了可行的技术路径，进一步推动了钙钛矿太阳能电池的商业化进程。
