武晓朦&朱卫东&张春福NML:创纪录效率+宽工艺窗口!自缓冲分子迁移策略实现耐湿、可扩展的空气中钙钛矿薄膜结晶

来源:知光谷发布时间:2025-09-03 09:48:12

空气中湿度辅助退火广泛用于钙钛矿太阳能电池(PSCs)的制备。然而,钙钛矿中间相对湿度的高度敏感性——由于快速自发的分子间交换反应——要求严格的环境湿度控制和即时热退火处理,这增加了制造成本并导致薄膜快速成核。

本文西安石油大学武晓朦、西安电子科技大学朱卫东和张春福等人提出一种自缓冲分子迁移策略,通过引入溴化正丁铵(BABr)屏蔽层,减缓分子间交换反应,限制水分扩散进入中间相薄膜。该策略显著拓宽了空气中钙钛矿结晶的成核时间和湿度窗口。优化后的1.68 eV带隙n-i-p结构PSC实现了22.09% 的反向扫描(RS)效率,创下纪录。

该策略也适用于1.53 eV和1.77 eV带隙的钙钛矿材料,分别实现了25.23% 和19.09% 的高效率。

文章亮点总结

提出自缓冲分子迁移策略:通过旋涂BABr屏蔽层,有效抑制钙钛矿中间相与环境中水分的快速交换反应,显著拓宽成核时间和湿度窗口。

实现高效率与高稳定性:在50–60%相对湿度下,1.68 eV带隙PSC效率达22.09%,创空气中制备该类器件的纪录,并具备优异的湿度、光、热稳定性。

策略通用性强:不仅适用于BABr,还可扩展至MACl、PEACl等多种屏蔽材料,以及1.53 eV和1.77 eV等不同带隙钙钛矿,具备良好的产业化前景。

Yang, M., Zhu, W., Liang, L. et al. Moisture-Resistant Scalable Ambient-Air Crystallization of Perovskite Films via Self-Buffered Molecular Migration Strategy. Nano-Micro Lett. 18, 53 (2026).

https://doi.org/10.1007/s40820-025-01851-9

责任编辑:wanqin
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