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研究人员在溶剂工程中对钙钛矿薄膜结晶工艺进行了精细调控

研发家 | 2025-07-03

有机无机杂化钙钛矿在光伏领域备受关注，其光电转换效率的快速提高使其成为光伏技术领域的有力竞争对手。然而，由于钙钛矿材料具有离子晶体的实质特性，通过溶液加工制备的钙钛矿膜往往存在许多晶体缺陷，影响设备的效率和长期稳定性。因此，制备高效钙钛矿太阳能电池需要满足以下关键要求:一是在薄膜形成过程中，准确控制成核和晶体的生长速度;二是通过引入钝化剂，可以实现钙钛矿表面和晶体缺陷的高效钝化，从而降低缺陷密度。

通过溶剂工程策略，中国科学院化学研究所李永邈/孟磊团队在前驱体水溶液中加入新型溶剂丁磺内酯，以调节钙钛矿的成核和生长。研究表明，丁磺内酯的加入降低了钙钛矿的成核速度，抑制了二次成核过程。在退火过程中，丁磺内酯会与卤素离子发生原点转换，从而实现钙钛矿的晶体边界和表层的钝化，提高设备的稳定性。基于这一策略的钙钛矿太阳能电池设备完成了26.5%的光电转换效率。这一结果表明，溶剂工程在钙钛矿的结晶调节和缺陷钛矿的作用是提供应用。

最近，《自然-光子学》发表了相关研究成果。(Nature Photonics)上面。这项研究得到了国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院的支持。

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