近日，武漢理工大學(xué),、佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室共同在國際頂級(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,。
黃福志等人通過對雜化鈣鈦礦及其溶劑結(jié)晶相成核結(jié)晶生長過程的深入研究，發(fā)現(xiàn)在鈣鈦礦成膜過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,，再通過隨后的加熱過程實(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,。
