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钙钛矿光伏产业化需要同时实现高转换效率、长期稳定性和可规模化制备的组件。ABX₃结构的卤化物钙钛矿由A位单价阳离子（如甲脒铵(FA⁺)、甲基铵(MA⁺)和Cs⁺)、B位二价阳离子（主要为Pb²⁺）和X位卤素阴离子组成。尽管MA阳离子能促进钙钛矿薄膜的成核和生长，但其挥发性会削弱热稳定性。α-FAPbI₃具有最佳带隙，但α-FAPbI₃和α-CsPbI₃在室温下易转化为非光活性δ相。然而，FACsPbI₃合金能有效抵消容忍因子的缺陷，形成室温光活性相。因此，制备大面积、高质量的无MA钙钛矿薄膜仍是高效光伏组件的重大挑战。
本文首先探讨了A位阳离子对钙钛矿结构相稳定性的影响，随后分析了薄膜生长机制，并总结了无MA钙钛矿光伏组件的研究进展，重点介绍了CsPbX₃（Br⁻/I⁻）、FAPbI₃和FACsPbX₃体系的突破。最后，我们提出了钙钛矿光伏产业化面临的潜在方向和挑战。
文章亮点总结
无MA钙钛矿的稳定性突破：通过FACsPbI₃合金优化容忍因子，解决了α-FAPbI₃和α-CsPbI₃在室温下易转化为非光活性相的问题，显著提升了热稳定性和相稳定性。
大面积薄膜制备技术：总结了旋涂、刮刀涂布、喷涂和狭缝涂布等多种涂布方法，并提出了通过添加剂（如DPSO）和界面工程（如氨处理）优化结晶动力学，实现高质量大面积钙钛矿薄膜的规模化制备。
高效组件设计：通过模块结构优化（如子电池宽度、几何填充因子）和表面钝化技术（如PFSC水解处理），无MA钙钛矿组件的效率突破18.38%（CsPbI₃）和22.00%（FAPbI₃），同时展现出优异的长期稳定性。
Methylammonium-Free Perovskite Photovoltaic Modules
Liang Chu, Jinguo Cao, and Congcong Wu
ACS Nano Article ASAP
DOI: 10.1021/acsnano.4c18089
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c18089
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