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陈永华教授课题组在Chem发表空气中一步法制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池成果
 添加时间:2019/04/04 发布: 管理员
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  近年来,有机无机杂化钙钛矿材料由于其独特的光电特性在光伏领域引起了广泛的研究。为制备高效钙钛矿太阳能电池,研究的关注点主要集中在高质量钙钛矿薄膜制备、器件结构的优化设计上,而忽视了有关钙钛矿溶剂的研究。目前,溶液法制备钙钛矿薄膜通常采用DMFDMSONMP等质子型溶剂。这类溶剂具有一定的环境毒性,且需要反溶剂辅助结晶,对实验人员的操作水平以及环境要求极高,可操作性低且需要在手套箱等惰性氛围内制备,严重制约了钙钛矿太阳能电池的低成本大规模商业化生产。

  近日,黄维院士团队的陈永华教授课题组报道了一种新颖的室温熔融盐溶剂(醋酸甲胺)空气中一步法制备钙钛矿薄膜并获得了高效稳定的钙钛矿太阳能电池的方法,相关成果以题为Room-Temperature Molten Salt for Facile Fabrication of Efficient and Stable Perovskite Solar Cells in Ambient Air发表在国际著名期刊Cell的姊妹期刊Chem上。工作的亮点如下:

  1. 醋酸甲胺溶剂具有无毒、可忽略的蒸汽压、性质稳定等特点。

  2. 大气中制备钙钛矿薄膜,不受空气中温度和湿度影响。薄膜在30%-80%的相对湿度下,表现出极好的重复性,相应的器件效率几乎没有变化。

3. 一步法无需反溶剂,简单易操作。目前所有高效的器件均采用反溶剂方法,反溶剂法要求极高的操作水平,而且同一实验,每一批次、不同课题组、不同实验人员的差别非常大,可操作性低。

4. 适用于多种钙钛矿体系及不同器件结构。PbI2+MAIPbI2+MAClPbI2+MABrPbBr2+MAI等体系的钙钛矿;除了正置结构,也制备了倒置结构的电池,性能表现优异,是一种普适性的溶剂和试验方法。

5. 效率高,薄膜和器件稳定性好。MAPbI3体系下获得了超过20%的效率,薄膜在空气中、湿度在60%以上的环境中放置3000多小时没有任何变化。器件在暗态和光照下经过1000小时衰减很小,表现出极好的稳定性。

此项工作对于钙钛矿光伏器件在空气中大批量生产具有里程碑意义。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.02.025

 

 

 

作者:海外人才缓冲基地(先进材料研究院);审核:王建浦


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