暨南年夜学物理与光电工程学院（理工学院）新能源技能研究院传授麦耀华、研究员郭飞团队与互助者，研究展现了先驱体溶剂对于钙钛矿结晶动力学的要害调控机制，阐了然配位竞争与过饱及速度均衡对于薄膜成核与生长历程的影响纪律。相干结果近日发表在《能源与情况科学》（Energy Environmental Science）。
钙钛矿太阳电池光伏机能和不变性。研究团队供图
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钙钛矿太阳能电池作为新一代光伏技能，因制造成本低、光电转换效率高而备受瞩目。今朝，试验室采用旋涂三木SEO-法制备的小面积电池效率已经靠近晶硅太阳能电池，但怎样实现高效率电池的范围化制备，仍是钙钛矿光伏财产化的主要挑战。年夜面积组件与小面积器件的效率差异，重要源在钙钛矿薄膜沉积时大相径庭的结晶动力学，不成控的结晶历程易使薄膜孕育发生年夜量微不雅及宏不雅布局缺陷。
于国度天然科学基金等项目的资助下，研究团队于广泛利用的N,N-二甲基甲酰胺：二甲基亚砜（DMF:DMSO）溶剂系统中引入极少量N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），巧妙均衡告终晶历程中的过饱及速度与溶剂配位能力。研究注解，引入的NMP可减弱DMSO与碘化铅的强配位能力，促成先驱体湿膜中溶剂快速解离，利在α相成核；同时，NMP的高沸点特征延缓了湿膜干燥速度，防止过饱及渡过高致使无序成核及残剩溶剂被困在中间相膜内部。
基在该结晶调控计谋，团队终极制备出致密、晶粒年夜、缺陷少且埋底无孔洞的高质量钙钛矿薄膜。小面积（0.09平方厘米）钙钛矿太阳能电池光电转换效率达25.38%，开路电压高达1.19V；未封装的电池于惰性气氛中运行1000小时后，仍连结87%的初始效率，揭示出优秀的持久不变性及运行经久性。
为进一步验证结晶调控计谋的可扩大性，研究团队与广东脉络能源科技有限公司互助，制备出头具名积为21.84平方厘米的组件，效率达23.22%。该效率于今朝已经报导的同类型组件中位居前列，显著缩小了试验室电池与年夜面积组件之间的效率差距。
该研究不仅为钙钛矿薄膜的可节制备提供了科学依据，也为实现钙钛矿光伏从试验室走向范围化制备提供了普适性技能解决方案。
相干论文信息：https://doi.org/10.1039/d5ee03888j
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