调控钙钛矿凝固过程,包括成核和晶体生长,在控制薄膜形态方面起着关键作用,从而影响最终的器件性能。香港理工大学Kuan Liu,Bolong Huang以及Gang Li等人通过将 EtOH 掺入钙钛矿墨水中,证明了一种简便有效的乙醇 (EtOH) 助溶剂策略,用于高性能室温刀片涂层钙钛矿太阳能电池 (PSC) 和模块。
本文要点:
1)系统的实时钙钛矿结晶研究揭示了精细的钙钛矿结构演变和相变途径。时间分辨 X 射线衍射和密度泛函理论计算均表明,混合溶剂体系中的 EtOH 在痕量溶剂辅助转变过程中显著促进了 FA 基前体溶剂化物 (FA2PbBr4·DMSO) 的形成,调节成核和晶体生长之间的平衡,以保证高质量的钙钛矿薄膜。
2)这种策略有效地抑制了非辐射复合并提高了基于1.54eV带隙 (23.19%) 和 1.60 eV带隙 (22.51%) 钙钛矿电池的效率,这是小面积器件刮涂制备的 PSC 的最高记录之一。
3)在 1.54 eV 钙钛矿系统中实现了低至 335 mV 的出色 VOC 缺陷,与测得的仅 77 mV 的非辐射复合损失一致。更重要的是,显著增强的设备稳定性是这种方法的另一个标志。
Liang, Q., Liu, K., Sun, M., Ren, Z., Fong, P. W. K., Huang, J., Qin, M., Wu, Z., Shen, D., Lee, C.-S., Hao, J., Lu, X., Huang, B., Li, G., Manipulating Crystallization Kinetics in High-Performance Blade-Coated Perovskite Solar Cells via Cosolvent-Assisted Phase Transition. Adv. Mater. 2022, 2200276. https://doi.org/10.1002/adma.202200276