刘生忠Joule: 调控相转变刮涂制备高效钙钛矿太阳电池

tinengyue

近年来，有机无机杂化钙钛矿太阳电池因其卓越的光电性能受到广泛关注，旋涂制备的电池器件效率已经达到22.7%。但在实际应用方面，如何通过可大面积、高通量的印刷工艺制备高效钙钛矿太阳电池仍是目前亟待解决的问题。同时，针对钙钛矿在成膜过程中的相转变对最终薄膜的晶体质量、形貌和相应器件的光伏性能所起着的作用，目前仍缺乏全面的认知。
近日，陕西师范大学刘生忠和赵奎教授团队题为“Phase transition control for high-performance blade-coated perovskite solar cells”的相关研究成果发表于Cell Press 旗下的能源领域材料类顶级期刊Joule。陕西师范大学刘生忠教授，赵奎教授与阿卜杜拉国王科技大学Aram Amassian教授为文章的共同通讯作者，硕士生李剑波、樊园园和博士Rahim Munir为文章的共同第一作者。在该研究中，研究人员利用实时追踪技术，研究了钙钛矿前驱体溶液在旋涂、刮涂不同成膜过程中的相转变行为，同时针对中间相对钙钛矿薄膜的形貌、光电性质、溶剂性质、晶体成核数量和生长速度的影响进行了探究。在此研究的基础上，最终空气中刮涂制备的MAPbI3薄膜在0.09 cm2的小面积电池器件中获得了18.74％的光电转换效率，并在1 cm2的大面积器件中获得了17.06％的效率。

    上述研究工作分别得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基金、教育部“111引智计划”、“##计划”项目的资助以及康奈尔大学高能同步辐射光源的帮助。