溶液处理有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为下一代光伏技术具有广阔的发展前景,其功率转换效率(PCE)已从几个百分点迅速提高到26%以上 在追求更高效率、提高稳定性、降低制造成本的需求的推动下,PSC的研究和开发不断向前推进。但是,其商业化仍然存在挑战,特别是它们的长期稳定性和有毒铅的环境影响。由于钙钛矿对水极其敏感,当暴露在雨中或高湿度时,有毒的铅可能从器件中释放出来,可能会污染土壤和地下水。钙钛矿固有不稳定性的一个因素是在钙钛矿薄膜的晶界和表面存在非配位离子缺陷,这主要是由钙钛矿生产中常用的基于溶液的制造方法引起的。因此,在不影响器件性能的情况下,增强钙钛矿稳定性和减少铅泄漏,对于实现PSC在商业上可行和发挥环境可持续的光伏技术方面的潜力至关重要。
为克服这项困难,南京工业大学王芳芳副教授、李仁志教授和中山大学秦天石教授设计了一种逐步熔融聚合分子(SMPM)——3氟-4-甲氧基-N,N-双(4-乙烯基苯基)苯胺,用来作为FAPbI3钙钛矿的添加剂,实现在钙钛矿退火过程中独特的多阶段转变并能够形成疏水性晶粒级封装层,有效保护钙钛矿免受水分的影响并抑制铅泄漏。最终获得了光电转换效率(PCE)为25.21%的PSC。该研究以题为“A Stepwise Melting-Polymerizing Molecule for Hydrophobic Grain-Scale Encapsulated Perovskite Solar Cell“的论文发表在《Advanced Materials》上。
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