CEJ：61.56 cm2模组20.02%！晶种层调控高性能钙钛矿太阳能模块的结晶动力学

大面积制备α-FAPbI3钙钛矿太阳能模块（PSMs）在实现均匀结晶度和最小化晶界缺陷方面面临挑战。

本文日本弘前大学Guoqing Guan、中国科学院Linfeng Lu和Zhenhuang Su等人提出了一种在钙钛矿薄膜沉积前通过真空蒸发在NiOx空穴传输层（HTL）上引入CsPbBr3晶种层的方法，并结合气相刮涂法制备钙钛矿薄膜。基于同步辐射的原位GIWAXS分析表明，CsPbBr3晶种层有效调控了PbI2的结晶动力学，促进了从δ相到α相钙钛矿的转变，获得了具有优异结晶度、晶粒尺寸和结构取向的薄膜。该晶种层还增强了NiOx的导电性，提高了电荷传输效率并减少了复合损失。结果表明，采用CsPbBr3晶种层的大面积PSMs（有效面积：61.56 cm2）实现了20.02%的功率转换效率（PCE），而未使用晶种层的原始器件效率为17.62%。此外，这些封装模块在60%相对湿度下经过1100小时后仍保持了超过80%的初始性能。

本研究展示了CsPbBr3晶种层工程作为一种可扩展且有效的策略，用于工业生产高效、稳定的钙钛矿太阳能模块的潜力。

文章亮点总结

1. 结晶度与晶粒尺寸的提升: CsPbBr 3 3晶种层显著提高了α-FAPbI 3 3钙钛矿薄膜的结晶度和晶粒尺寸，有效降低了缺陷密度，提升了材料质量。

2. 结晶动力学的调控: 通过原位同步辐射GIWAXS分析，发现CsPbBr 3 3晶种层延长了结晶时间，促进了δ相到α相的转变，实现了更好的结构取向和薄膜均匀性。

3. 光电性能的提升: CsPbBr 3 3晶种层增强了NiOx层的导电性，抑制了电荷复合，优化了能级对齐，从而提高了开路电压和整体光伏性能。采用气相刮涂法制备的大面积（61.56 cm 2 2）钙钛矿太阳能模块实现了20.02%的功率转换效率。

Juan Zhang, Bingchen He, Jin Huang, Lin Yang, Yian Ding, Wenjun Zhang, Yukun Guo, Lei Shi, Abuliti Abudula, Weizhi Du, Xiaogang Hao, Xiaofei Ji, Liyou Yang, Guoqing Guan, Linfeng Lu, Zhenhuang Su, Xingyu Gao,

Regulating crystallization kinetics in high-performance perovskites solar modules via vapor seed layer engineering,

Chemical Engineering Journal,2025,161632,ISSN 1385-8947,

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161632.

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725024544)

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024、pvalley2019，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。