上海交大韩礼元团队Nature: 无溶剂非真空途径制备大面积钙钛矿太阳能电池薄膜

【引言】

近期，有机-无机杂化钙钛矿用于光电子学飞速发展，钙钛矿太阳能电池的功率转换效率更是达到了22％的高效率。稳定性的测试研究也在以成千上万小时的速度突飞猛进。然而，这种电池若要向商业化发展，甚至是工业化大规模生产，就同时需要生产出大面积均匀的高品质钙钛矿薄膜。这其中的一个关键挑战就是要克服当小型器件放大制造时功率转换效率的显著降低：当约0.1平方厘米的开孔面积增加到超过25平方厘米时，发现转换效率从20％减少到约10％。因此，迫切需要制备大面积均匀的高品质钙钛矿薄膜。

【成果简介】

北京时间2017年9月7日，Nature在线发表了一篇上海交通大学韩礼元教授和杨旭东特别研究员（共同通讯）等人以题为“A solvent- and vacuum-free route to large-area perovskite films for efficient solar modules”的文章，陈汉博士、叶飞博士、唐文涛为共同第一作者。该团队研发出一种无溶剂、非真空的新沉积方案用于甲基铵卤化铅钙钛矿薄膜。它依赖于胺络合物前体到钙钛矿膜的快速转化，并随后施加压力。使用这种方式沉积的钙钛矿薄膜没有针孔而且高度均匀。更重要的是，新的沉积方法可以在低温环境中进行，有利于大面积钙钛矿装置的制造。

【图文导读】

图1 前体CH₃NH₃I·mCH₃NH₂的原理结构及其XRD图谱和FTIR光谱

图2 压力处理方法的步骤及SEM图像和XRD图谱

图3 太阳能电池组件的结构及性能分析

文献链接：A solvent- and vacuum-free route to large-area perovskite films for efficient solar modules（Nature, 2017, DOI:10.1038/nature23877 ）

拓展阅读：上海交大韩礼元Energ. Environ. Sci.：垂直结晶法实现高效且稳定的氟代甲脒(FA)基钙钛矿电池

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