向万春&刘生忠EES：全面延缓无机钙钛矿结晶实现高性能倒置太阳能电池

知光谷 · 公众号 · · 2025-03-23 07:50

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倒置无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）由于其理想的带隙和优异的热稳定性，成为串联结构的理想顶部电池。然而，在环境空气中制备无机钙钛矿薄膜时，水诱导的快速结晶过程难以控制。

本文陕西师范大学向万春和中科院刘生忠等人报道了一种通过将丙烯腈-甲基丙烯酸酯共聚物（AMAC）引入钙钛矿前驱体溶液中来延缓无机钙钛矿结晶的方法。首先，AMAC与前驱体溶液之间的强相互作用增加了胶体尺寸，延缓了退火过程中二甲基亚砜（DMSO）的挥发，并推迟了相变。其次，AMAC与二甲胺（DMA+）的相互作用减缓了DMA+与Cs+的离子交换。这些相互作用延缓了钙钛矿的结晶，增加了晶粒尺寸并减少了残余应力。结合AMAC中的功能基团，AMAC的引入减少了钙钛矿薄膜中的缺陷，调节了界面能级，延长了电荷寿命，并抑制了碘离子的迁移。

最终，AMAC引入的倒置（p-i-n）和正置（n-i-p）PSCs的功率转换效率（PCE）分别达到21.7%和21.8%，而未封装的器件在最大功率点跟踪和连续运行2500小时后仅降解8%。

文章亮点总结

延缓结晶过程 : 通过引入AMAC，成功延缓了无机钙钛矿的结晶过程，增加了晶粒尺寸并减少了残余应力，从而提高了薄膜质量。
高效率与稳定性 : AMAC引入的倒置无机PSCs实现了21.7%的PCE，这是目前倒置无机PSCs的最高效率。同时，器件在2500小时的连续运行中仅降解8%，表现出优异的操作稳定性。
缺陷控制与离子迁移抑制

向万春&刘生忠EES：全面延缓无机钙钛矿结晶实现高性能倒置太阳能电池

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