全无机铯铅钙钛矿（CsPbI₃）具有较好的化学稳定性和合适的能带结构，在光伏中得到了广泛的关注，目前CsPbI₃的合成依然有较困难。中国电子科技大学李世彬、Wang Feng，科罗拉多大学等发展了一种介导反溶剂策略（mediator-antisolvent strategy, MAS），使用苯基-C61-丁酸甲酯（phenyl-C61-butyric acid methyl ester）、氯苯反溶剂、碘化甲胺介导物，实现了高质量的CsPbI₃钙钛矿薄膜，钙钛矿的晶化过程通过反溶剂混合作用，使钙钛矿的晶粒更微小（~200 nm），薄膜质量更高更稳定。前驱液中的少量碘化甲胺进一步改善了薄膜的形貌和光电性能，因此钙钛矿电池的效率提高到≥16 %，稳定性测试显示电池能够持续工作超1000 h，并且电池效率没有降低。

文章要点：

（1）钙钛矿薄膜制备。将等量的CsI、PbI₂、溶解于2 mol % 碘化甲胺的DMF，使用PCBM/氯苯反溶剂法处理，随后在340 ℃中煅烧3 min，生成了钙钛矿晶相的CsPbI₃。这种方法得到的钙钛矿薄膜稳定性得以显著提升，在空气中30 min后依然稳定，传统方法合成的钙钛矿薄膜在5 min后就不再稳定。调节了前驱液中的碘化甲胺量（2 %，5 %，10 %，15 %）变化对钙钛矿薄膜质量的影响，结果显示提高碘化甲胺的量钙钛矿的晶粒明显增大，15 %碘化甲胺的前驱液中晶粒大小达到4 μm，较小的晶粒更有利于薄膜稳定性。荧光测试显示在前驱液中加入2 %的碘化甲胺，改善了钙钛矿荧光强度，说明抑制了缺陷位点浓度。通过时间分辨荧光光谱和瞬态吸收光谱进行测试，荧光寿命结果显示2 %碘化甲胺的加入提升了寿命（由8.8 ns提高到10.8 ns）；SnO₂/钙钛矿复合结构的荧光淬灭结果显示，加入2 %碘化甲胺后荧光更快的淬灭，说明界面上的载流子传输动力学过程更优异。

（2）器件性能结果显示，优化后的电池效率微16.04 %，开路电压1.06 V，填充因子75.3 %，电流密度20.1 mA/cm²；对比电池的效率为14.34 %，开路电压0.99 V，电流密度19.99 mA/cm²，填充因子72.16 %。稳定性测试结果显示，储存在手套箱中1000 h后的2 %碘化甲胺处理的电池保持95 %的初始效率。

参考文献

Ting Zhang, Feng Wang,* Hao Chen, Long Ji, Yafei Wang, Chun Li, Markus B. Raschke, Shibin Li*

Mediator–Antisolvent Strategy to Stabilize All-Inorganic CsPbI3 for Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 16%，ACS Energy Letter 2020, 5, XXX, 1619-1627

DOI: 10.1021/acsenergylett.0c00497

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00497