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Nat.Commun.:100cm²认证20.3%!钙钛矿薄膜均匀结构的可扩展狭缝涂布策略

知光谷  · 公众号  ·  · 2025-03-01 07:52

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钙钛矿薄膜的均匀结构可扩展制备仍然是缩小太阳能组件与实验室级电池之间功率转换效率差距的关键挑战。
为了解决这一问题, 电子科技大学张婷和李世彬等人 提出了一种在钙钛矿前驱体溶液中加入吡咯二氮杂卓添加剂的狭缝涂布策略,以同时固定碘化铅和甲脒碘化物。该方法通过抑制胶体聚集来增强湿膜稳定性,减缓晶体生长过程,并确保整个薄膜的一致生长速率。这些效应促进了大尺寸、单片晶粒的形成,从而在环境条件下实现了具有均匀结构、优异均匀性和低缺陷密度的大面积钙钛矿薄膜。
利用这种策略,获得了认证效率为 20.3% 的 10 厘米 × 10 厘米倒置钙钛矿太阳能组件,并具有良好的工作稳定性和出色的应用演示,展示了其工业化的巨大潜力。

要点总结 :

  1. PZ 添加剂的固定效应 :
    PZ 添加剂通过与 PbI2 和 FAI 形成路易斯酸碱对和氢键相互作用,有效地稳定了钙钛矿前驱体溶液中的胶体,防止了其聚集,并促进了胶体尺寸分布的均匀性。

  2. PZ 促进均匀结构的形成 :
    PZ 的固定效应减缓了钙钛矿的晶体生长速度,并确保了整个薄膜的晶化速度一致,从而促进了具有均匀结构、大尺寸、单片晶粒的形成,这也降低了缺陷密度。

  3. 湿膜稳定性增强 :
    通过抑制胶体聚集,PZ 添加剂显著提高了湿膜的稳定性,为后续的晶体生长提供了良好的基础。

Yuan, S., Zheng, D., Zhang, T. et al. Scalable preparation of perovskite films with homogeneous structure via immobilizing strategy for high-performance solar modules. Nat Commun 16, 2052 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-57303-w


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