厦门大学AM：共轭膦酸修饰Spiro的高效且本质稳定的钙钛矿太阳能电池

来源：知光谷发布时间：2023-12-29 15:13:15

第一作者：Meng Cai

通讯作者：Junjie Ma, Yanlin Song

通讯单位：郑州大学、中国科学院化学所

论文亮点：

1. 基于异质外延生长的深入理论机制和先进的原位模板生长调控策略，提供了一个全新的思路。

2. 对钙钛矿多晶的结晶动力学调控、晶体取向排列、维度构建和缺陷抑制等方面提出了概念性的见解。

3. 介绍了控制钙钛矿单晶生长及其潜在商业应用的前景进展。

近几十年来，混合有机-无机钙钛矿材料已经成为下一代光伏技术的革命。作为一种极具发展前景的半导体材料，它具有吸收系数高、激子扩散距离长、载流子迁移率高、激子结合能低等优异的光电特性，迅速成为能源研究界的研究热点。在化学成分工程、薄膜形态调制、界面/器件改造等方面的巨大努力下，钙钛矿太阳能电池(PSCs)的PCE在短短十年内迅速飙升至26.1%的认证值，但由于存在不利的晶体缺陷作为Shockley-Read-Hall复合损失中心，PCE仍落后于Shockley-Queisser理论极限(S-Q极限)。自发溶液化学反应过程中的随机成核和混沌扩散生长，导致了微观结构排列无序、缺陷严重的薄膜质量不理想。因此，在此背景下，有效的结晶动力学调节已成为优化钙钛矿质量的主要因素之一。

有鉴于此，郑州大学马俊杰团队和中国科学院化学所宋延林团队概述了钙钛矿种子诱导PSCs生长方法的最新进展。在这片综述中首先阐述了钙钛矿薄膜的形成机制，包括有或没有种子的钙钛矿薄膜的成核和生长机制，以及单晶和多晶的区别。其次，简要回顾了现有的优化钙钛矿多晶薄膜的方法，系统地揭示了种子模板在驱动钙钛矿可控生长中的关键作用，包括结晶调节、取向排列、维度结构构建以及缺陷抑制。此外，提供了对单晶生长系统的实质性进展的见解，然后讨论了它们在电子和光电子器件中的应用前景，包括太阳能电池，led等。最后，对种子方面的创新技术发展和钙钛矿的商业发展前景进行了展望。