西湖大学王睿&浙江大学薛晶晶最新NE:氟化异丙醇用于改善钙钛矿太阳能电池的缺陷钝化和可重复性

来源:印刷钙钛矿光电器件发布时间:2025-06-11 14:40:48

表面缺陷钝化对于提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性至关重要。然而,其可重复性和普遍适用性尚未得到充分探索,限制了大规模生产。鉴于此,西湖大学王睿&浙江大学薛晶晶在期刊《Nature Energy》发文,题为“Fluorinated isopropanol for improved defect passivation and reproducibility in perovskite solar cells”。在这里,介绍了一种基于氟化异丙醇的钝化策略,只需一层薄薄的低维钙钛矿即可完全钝化表面缺陷,而不会干扰电荷传输。氟化异丙醇可降低钝化剂分子与钙钛矿的反应性,并允许使用高浓度的钝化剂,确保完全缺陷钝化。随后用氟化异丙醇和异丙醇的溶剂混合物冲洗,去除多余的钝化剂分子。证明该策略具有广泛的加工窗口,对钝化器浓度的偏差具有很高的容忍度,适用于各种器件架构、钙钛矿成分和器件领域。这种方法可实现高功率转换效率,并有可能提高工业制造的可扩展性和产量。

创新点:

1. 高耐受性:该策略对钝化剂浓度的偏差具有很高的容忍度,适用于各种设备架构、钙钛矿组成和设备面积。

2. 高效能:使用氟化异丙醇(FIPA)作为溶剂显著提高了钝化效果,实现了高达25.6%的功率转换效率。

3. 简化工艺:通过两步法实现完全缺陷钝化,第一步施加高浓度钝化剂以确保与缺陷的充分相互作用,第二步用溶剂冲洗去除过量的非相互作用钝化剂。

未来展望:

1. 大规模生产的潜力:论文中提到,SP策略具有广泛的加工窗口和高浓度容忍度,适用于各种设备架构、钙钛矿组成和设备面积。这表明该策略在大规模生产中具有很大的潜力,可以提高生产效率和一致性。

2. 进一步提高效率和稳定性:尽管SP策略已经显著提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE),但未来可以通过优化钝化剂的选择和浓度,以及改进洗涤步骤,进一步提高效率和稳定性。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41560-025-01791-z



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