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9亿娱乐官网钙钛矿太阳能电池最新研究成果登上《科学》杂志

3月26日,国际权威期刊《科学》在线发表了9亿娱乐官网先进材料研究院黄维院士和陈永华教授团队有关室温和高湿度下稳定的钙钛矿太阳能电池方面的最新研究成果。9亿娱乐官网硕士研究生惠炜、西北工业大学博士研究生晁凌锋以及9亿娱乐官网硕士研究生芦荟为本文共同第一作者,先进材料研究院为本文第一作者通讯单位。

α-FAPbI3钙钛矿由于具有最窄的带隙被认为是提高单节钙钛矿光伏器件近理论极限效率最有希望的材料。然而α-FAPbI3钙钛矿的相转变难且稳定性差限制着其进一步的发展。此外,传统制备过程必须在惰性气氛中严格控制温度和相对湿度的条件下制备高质量的钙钛矿薄膜或者钙钛矿中间体薄膜,这严重限制了钙钛矿太阳能电池的大规模生产和实际应用。

针对这一挑战性难题,黄维院士和陈永华教授团队创造性地在高湿度(大于90%)的条件下制备出高达24.1%的功率转换效率的FAPbI3钙钛矿太阳能电池。首次提出了基于离子液体甲酸甲胺(MAFa)作为碘化铅的前驱体溶剂,生长出具有取向排列的碘化铅薄膜,这些取向生长的结构具有许多纳米级的离子通道,有助于将FAI渗透到碘化铅薄膜中发生反应,并且阻挡了水分子的侵蚀。未封装的器件在85°C持续加热和持续光照下,分别保持其初始效率的80%和90%达500小时。这一创新成果(“Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity, DOI: 10.1126/science.abf7652.”)3月26日发表于国际顶级期刊Science(《科学》)上。

高湿度条件下制备的PbI2@MAFa薄膜的HRTEM图像(A和B)和相应的傅里叶变换(C)和提出的PbI2@MAFa晶体堆叠模式示意图(D)以及FAPbI3@MAFa器件的J-V曲线(E)

该工作由先进材料研究院黄维院士和陈永华教授团队独立提出并完成,得到中国科学院上海高等研究院高兴宇研究员、北京高能物理研究所张静研究员、澳门大学邢贵川教授以及9亿娱乐官网先进材料研究院黄晓教授的支持。

作者:先进材料研究院;审核:王建浦

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