近日,我院研究生刘若川以第一作者身份在国际TOP期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Optimization of α-FAPbI3 crystallization by intermediate compounds transformation for efficient and stable perovskite solar cells”的钙钛矿太阳能电池领域最新研究进展。其中,杭州电子科技大学(电子信息学院&碳中和新能源研究院)为论文第一单位,杭州电子科技大学李国栋特聘副教授、华侨大学吴季怀教授和杭州电子科技大学严文生教授为论文通讯作者。
高效稳定的钙钛矿太阳能电池(PSCs)离不开高质量钙钛矿吸收层的沉积。通过在PbI2前驱体溶液中引入RbAc添加剂,通过对沉积的PbI2薄膜的低温退火,可以有效构建(PbI2)2RbAc的中间化合物。随后,在含有MACl添加剂的FAI铵盐溶液的第二步沉积下,经过150 ℃的退火过程,以上中间化合物进一步转化为(PbI2)2RbCl非活性二次相。这会延缓钙钛矿晶体生长,调节PbI2残留,并优化钙钛矿晶体质量。此外,RbAc添加剂的引入还钝化了α-FAPbI3钙钛矿的缺陷,抑制了载流子的非辐射复合。基于二次相的转变过程调控α-FAPbI3结晶的新机制,RbAc添加剂优化后的PSCs的能量转换效率(PCE)为24.45%,并在开放式的潮湿空气环境下制备的PCE为23.20%。此外,优化后的未封装的PSCs在贮存1200小时后,PCE仍能保持初始的91.55%,并表现出优异的光稳定性和热稳定性。这项研究提供了一种独特优异的优化钙钛矿结晶动力学和调节二次相分布的策略,以获得高效稳定的PSCs。