晶粒和晶界是决定卤化物钙钛矿型光电器件性能的关键因素。卤化物钙钛矿型单晶固体晶粒大、晶界小、表面形貌均匀，有利于电荷转移和收集，抑制复合损耗，非常有利于发展高效太阳能电池。迄今为止，合成用于太阳能电池的高质量薄单晶（TMCs）的策略仍然有限。
有鉴于此，中国科学院长春光机所Weili Yu，罗切斯特大学郭春雷教授报道了结合抗溶剂气相辅助结晶（A VC）和空间约束策略，成功制备了厚度从几百纳米到几微米可调的甲基铵碘化铅（CH3NH3PbI3）TMCs。然后基于合成的TMC制备了高效的钙钛矿型太阳能电池。
文章要点
1）以三氯乙烷（TCE）为抗溶剂，在70 °C的温度下，用AVC法制备了MAPbI3 TMCs。以PEDOT：PSS旋涂ITO/玻璃为衬底，采用重量可控的二氧化硅覆盖层来调节钙钛矿型TMCs的厚度。3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）在二氧化硅表面自组装形成疏水表面，避免了TMCs附着在二氧化硅表面。48 h后，在ITO/PEDOT：PSS基板上形成厚度为350 nm的TMCs。然后依次将五氟苯基-C61丁酸甲酯（PC61BM）的氯苯溶液（15 mg mL-1）和红霉素（BCP）的异丙醇溶液（2 mg mL-1）溶液旋涂在TMCs顶部形成电子传输层。在真空室中干燥过夜后，将120 nm Ag热沉积在顶部作为太阳能电池的正极。
2）研制的钙钛矿太阳能电池的PCE从基于PCF的17.3%提高到基于TMCs的20.1%。
3）通过表面和截面形貌、载流子寿命和表面光致发光动态分析研究，突出了TMCs在最小化发光损耗方面的优势，以及在开发高效太阳能电池、光电探测器、传感器和光电晶体管方面的应用潜力。
Wenchi Kong, et al, Ultrathin Perovskite Monocrystals Boost the Solar Cell Performance, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000453
https://doi.org/10.1002/aenm.202000453
