金属卤化物钙钛矿太阳能电池目前的效率达到25.2 %，该数值已经超越了其他类型薄膜太阳能电池，FAPbI₃展现了理想的太阳能电池材料性能，其中构建高度晶化、稳定的纯相α-FAPbI₃薄膜是其中至关重要的一点。但是研究者发现，α-FAPbI₃薄膜在低于150 ℃就能够转变为δ- FAPbI₃没有光活性的晶相，以往通过在薄膜构建过程中引入MA，Cs，Br离子能够克服该晶相问题。有鉴于此，洛桑联邦理工学院Michael Grätzel、Anders Hagfeldt，复旦大学Yiqiang Zhan、Lirong Zheng等报道了通过硫氰酸甲铵（MASCN）蒸气处理方法，将δ-FAPbI₃薄膜重新转化为α-FAPbI₃。分子动力学模拟结果显示SCN-阴离子处理促进了α-FAPbI₃晶相的生成和稳定。这种蒸气处理FAPbI₃方法得到的太阳能电池展现了非常有利的光伏、电致荧光性能。

 本文要点：

（1）

该方法中关键的一点是在100 ℃中通过MASCN蒸气处理δ-FAPbI₃薄膜，因此δ-FAPbI₃薄膜转变为α-FAPbI₃薄膜，作者发现通过FASCN蒸气同样能进行晶相转化过程。蒸气处理后得到的α-FAPbI₃薄膜钙钛矿在85 ℃中煅烧500 h后晶相仍然能够保持，对比FAPbI₃薄膜太阳能电池在热处理过程后会分解为PbI₂。

（2）

X射线衍射测试结果显示，FAPbI₃薄膜通过蒸气处理后，晶体取向得以改善。NMR测试结果对蒸气处理过程中MA对钙钛矿中对称性、进入情况进行表征。TOF二次离子质谱测试结果显示，MASCN主要分布在FAPbI₃薄膜的近界面位置，并且这种缺陷较少的α-FAPbI₃薄膜展现了＞23 %的效率，在最高功率点展现较好的长期稳定性，开路电压损失较低（330 mV），产生电致荧光的电压仅仅0.75 V。这种α-FAPbI₃薄膜展现了较高的开路电压和外电致荧光产率，作者认为其能够用于发光二极管、光探测器等领域。

参考文献

Haizhou Lu, Yuhang Liu, Paramvir Ahlawat, Aditya Mishra, Wolfgang R. Tress, Felix T. Eickemeyer,Yingguo Yang, Fan Fu, Zaiwei Wang, Claudia E. Avalos, Brian I. Carlsen, Anand Agarwalla, Xin Zhang, Xiaoguo Li, Yiqiang Zhan*, Shaik M. Zakeeruddin, Lyndon Emsley, Ursula Rothlisberger, Lirong Zheng*, Anders Hagfeldt*, Michael Grätzel*

Vapor-assisted deposition of highly efficient, stable black-phase FAPbI₃ perovskite solar cells, Science 2020

DOI: 10.1126/science.abb8985

https://science.sciencemag.org/content/370/6512/eabb8985