液体介质退火技术助力钙钛矿太阳能电池产业化制备

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半导体的溶液处理对于具有成本效益的电子产品和光电子产品的高通量生产非常有前景。尽管混合钙钛矿在各种设备应用中具有潜力，但在开发高质量材料的同时提高加工再现性和可扩展性方面仍然存在挑战。 

近日，来自北京理工大学等单位的研究人员报告了一种液体介质退火（LMA）技术，相关成果以题为“Liquid medium annealing for fabricating durable perovskite solarcells with improved reproducibility”发表在国际顶刊《Science》上。

 

该方法创造了一个强大的化学环境和恒定的加热场来调节整个薄膜的晶体生长。该方法生产的薄膜具有高结晶度、较少的缺陷、理想的化学计量和整体薄膜的均匀性。由此产生的钙钛矿太阳能电池（PSCs）产生了24.04%的稳定功率输出（认证为23.7%，0.08 cm2），并运行2000小时后保持95%的初始功率转换效率（PCE）。此外，1 cm2的PSCs表现出23.15%的稳定功率输出（认证的PCE为22.3%），并在运行1120小时后保持其初始PCE的90%，这说明了其可扩展制造的可行性。LMA耐候性较强，生产的器件全年的性能变化可以忽略不计。因此，该方法以可扩展和可重复的方式为提高钙钛矿薄膜和光伏器件的质量开辟了一条新的有效途径。

图文

图1 LMA工艺示意图

图2 Ref和LMA工艺下钙钛矿的结晶动力学
图3 FA_1-x-yMA_xCs_yPbI_3-zBr_z薄膜在Ref和LMA工艺下的均匀性和缺陷行为图4 FA_1-x-yMA_xCs_yPbI_3-zBr_z基PSCs的光电性能和稳定性

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