近日,，武漢理工大學(xué)、佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室共同在國(guó)際頂級(jí)期刊《Science》上發(fā)表學(xué)術(shù)論文,，論文題目為“Lead halide-templated crystallization of methylamine-free perovskite for efficient photovoltaic modules”,。光電材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)室主任黃福志研究員為通訊作者。論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/372/6548/132,。
鈣鈦礦光伏技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速,，具有高效低成本優(yōu)點(diǎn)，其光電轉(zhuǎn)換效率已突破25%,，應(yīng)用潛力巨大,。然而，產(chǎn)業(yè)化面臨一個(gè)主要技術(shù)挑戰(zhàn)是如何制備高質(zhì)量大面積鈣鈦礦吸光層薄膜,。
黃福志等人通過(guò)對(duì)雜化鈣鈦礦及其溶劑結(jié)晶相成核結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程的深入研究,，發(fā)現(xiàn)在鈣鈦礦成膜過(guò)程中必須抑制鈣鈦礦溶劑相的不可控生成以得到致密薄膜。因此,，在CsFA純碘鈣鈦礦DMF前驅(qū)體中引入與鉛元素摩爾比1:1的N-甲基吡咯烷酮（NMP）, 在前驅(qū)體中誘導(dǎo)PbI2·NMP溶劑絡(luò)合相優(yōu)先成核并脫溶,，從而抑制鈣鈦礦-DMF中間相及其相應(yīng)枝狀晶的形成。這樣,，在一步法鈣鈦礦成膜過(guò)程中,，PbI2·NMP溶劑絡(luò)合相首先形成一個(gè)模板，同時(shí)使有機(jī)胺鹽均勻地沉積在PbI2·NMP溶劑絡(luò)合相四周,，再通過(guò)隨后的加熱過(guò)程實(shí)現(xiàn)原位鈣鈦礦反應(yīng),，得到致密的大面積鈣鈦礦薄膜。利用該方法,，通過(guò)狹縫擠出印刷技術(shù)可以印刷制備高效大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能電池模組,。
這項(xiàng)研究揭示了溶液法鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程和調(diào)控機(jī)制，提供了一種大面積鈣鈦礦薄膜的可控制備方法,。通過(guò)原位兩步法的方法,，克服了一步法鈣鈦礦成核結(jié)晶難以控制和二步法反應(yīng)不均勻問(wèn)題，解決了鈣鈦礦大面積印刷的技術(shù)難題,，配制了適合狹縫擠出涂布印刷的鈣鈦礦墨水,，制備出了高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池小組件, 為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化制備提供了一種新的策略。
