2-甲氧基乙醇(2ME)作为一种更环保的溶剂,与二甲基甲酰胺相比具有更低的沸点,是制造钙钛矿太阳能电池(PSC)的理想选择。然而,当2ME用于钙钛矿薄膜的无溶剂沉积时,经常会发生不受控制的成核过程和容易向δ相的相变。
上海交通大学陈俊超和Kolan Madhav Reddy等人开发了一种超快成核工艺,使用甲胺氯化物 (MACl) 和正丁基氯化铵 (BACl) 作为 2ME 中的双重添加剂,无需进一步添加溶剂。虽然 MACl 可以快速诱导基于 MACl 的细胞核启动甲脒碘化铅 (FAPbI3),在前驱体中加入BACl和MACl可以进一步提高晶核的成核速率和密度,并绕过晶体生长过程中从δ相到α相的转变,从而获得高度结晶和无针孔的钙钛矿薄膜。
因此,FAPbI3-PSC 的光电转换效率 (PCE) 为 23.6%。在环境条件下(相对湿度为25-35%,相对湿度为25-35%,温度为20-30°C)储存2340小时后,未封装的器件仍能保持初始效率的85%以上,并在50°C的N温度下热老化220小时后仍能保持初始效率的≈92%。此外,该器件在最大功率点下连续照明150 h后,仍能保持81%的初始效率。本工作为通过适合放大的成核率控制钙钛矿薄膜的晶体质量提供了新的启示。
X. Wu, Y. Zheng, J. Liang, C. Tian, A. Sun, C. Tang, Y. Liu, S. Zhang, C. Wang, S. Song, C.-C. Chen, K. M. Reddy,Synergistic Effect of Alkylammonium Chlorides to Trigger an Ultrafast Nucleation for Antisolvent-Free Perovskite Solar Cells Processed from 2-Methoxyethanol.Adv. Energy Mater. 2024, 2304302.
https://doi.org/10.1002/aenm.202304302
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