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《自然·能源》报道柔性电子全国重点实验室黄维院士团队在全真空沉积钙钛矿光伏器件研究的新进展
阅读次数:     发布时间:2026-08-09     更新时间:2026-08-10

近日,南京工业大学柔性电子(未来技术)学院、柔性电子全国重点实验室黄维院士团队在全真空沉积钙钛矿光伏器件的研究中取得重大突破,相关成果以“Controlled Solid-State Crystallization with Formamidinium Acetate for Fully Vacuum-Deposited Perovskite Solar Cells”为题发表在《自然·能源》(Nature Energy)上。博士生徐雨田为论文第一作者,通讯作者为黄维院士、陈永华教授、夏英东教授和郭庆勋副教授。

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)已成为一种极具前景的下一代光伏技术,并正稳步向商业化迈进。在多种制备工艺中,真空热蒸发因其工艺控制精确、薄膜均匀性优异、无需有毒溶剂、性能重现性好等特点,被认为是大规模制备钙钛矿薄膜及器件的理想路径。然而,目前热蒸发钙钛矿光伏器件性能仍亟待提升,钙钛矿薄膜质量欠佳,其根源在于固相驱体扩散困难、相变过程复杂以及结晶调控受限等。

针对上述问题,本团队提出在逐层热蒸发的钙钛矿前驱体中引入甲脒乙酸(FAAc)来调控钙钛矿固相结晶。研究表明,FAAc与PbI2可以直接反应生成FAPbI3种子层,显著降低固相前驱体到δ相以及进一步转变为α相的反应和相变能垒,提升薄膜结晶质量。醋酸根离子还可以有效钝化钙钛矿晶界缺陷,抑制非辐射复合。此外,团队开发了磁控溅射电子传输层以及热蒸发p掺杂空穴传输层技术,实现了钙钛矿光伏器件的全真空制备。基于以上方法与理解,团队采用全真空沉积工艺成功制备了正置(n-i-p)结构PSCs,实现了25.53%的光电转换效率(PCE),以及18.38%的电致发光外量子效率(EQE),该器件在室温下运行1000小时后效率损失低于5%。据我们所知,这是目前报道的全真空沉积PSCs的最高水准,该工作为规模化制备高性能钙钛矿光伏器件以及其它光电器件提供了理论基础和技术路径。

该工作得到了国家自然科学基金委杰出青年科学基金项目、卓越研究群体项目(A类)(原基础科学中心项目)、区域联合基金重点项目、教育部学科突破先导项目、省自科基金以及苏州实验室开放课题等支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41560-026-02093-8

作者:郭庆勋;审核:季宜敬,陈永华