近年来，钙钛矿太阳能电池（PSCs）已成为可再生能源应用领域的一项变革性技术，但其大规模工业化仍受限于有毒有机溶剂的使用。
从循环经济和绿色化学的角度出发，本研究大湾区大学于华、陕西师范大学任丽霞、刘生忠和翟鹏等人首次开发了一种使用醋酸铅（Pb(Ac)₂）作为铅源、绿色醇类作为溶剂来制备钙钛矿的方法。研究详细审视并阐明了Pb(Ac)₂/钙钛矿转化的各个阶段及其逐步转化机制：首先将Pb(Ac)₂转化为中间体MAPbI₃₋ₓAcₓ，然后通过阴离子交换转化为MAPbI₃。由于从钙钛矿骨架中去除Ac⁻涉及缓慢转化过程中的速率决定步骤，我们通过引入造孔添加剂（NaHCO₃）精心设计了一种疏松多孔的Pb(Ac)₂支架，从而加速了离子扩散以及与有机铵盐的反应。
受益于这种优化的纳米结构，经NaHCO₃处理的MAPbI₃ PSCs实现了22.03%的功率转换效率（PCE），这是目前使用Pb(Ac)₂制备的PSCs中的最高值之一，也可与使用有毒PbI₂/DMF体系的PSCs效率相媲美。Pb(Ac)₂与醇类溶剂的结合有望为PSCs的环保化加工提供新的见解。
文章亮点
- 开创性绿色溶剂体系：首次实现完全使用绿色醇类溶剂（甲醇/乙二醇）替代传统有毒溶剂（如DMF、DMSO）溶解醋酸铅（Pb(Ac)₂）来制备钙钛矿，真正迈向环境友好型加工。
- 揭示新颖转化机制：深入阐明了Pb(Ac)₂到钙钛矿的转化并非一步到位，而是经历中间体MAPbI₃₋ₓAcₓ的形成及后续的Ac⁻/I⁻阴离子交换过程，为理解反应动力学提供了新视角。
- 巧妙的造孔策略与卓越性能：引入NaHCO₃作为造孔剂，其分解产生的CO₂气体形成多孔Pb(Ac)₂支架，极大促进了转化速率和完全性，最终器件效率高达22.03%，同时展现出优异的环境、热和光照稳定性（500小时后仍保持85%以上效率）。
J. Wu, L. Ren, Y. Zhu, et al. “ Authentic Alcohol-Based Green-Solution Processing of Stable Perovskite Solar Cells.” Adv. Energy Mater. (2025): e03352.
https://doi.org/10.1002/aenm.202503352
