溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力，但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。
本文瑞士洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin、华中科技大学申燕和王鸣魁等人展示了一种含氟超支化聚合物，可用于精细调控钙钛矿薄膜的结晶过程。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成，并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。同时，退火过程中的热自由基聚合形成了交联疏水网络，增强了薄膜的耐湿性。该方法制备的常规平面型钙钛矿太阳能电池在模拟AM 1.5G太阳光（100 mW cm⁻²）下，小面积器件（活性面积0.04 cm²）实现了26.05%的显著光电转换效率（PCE），大面积器件（活性面积16.1 cm²）实现了22.43%的效率。
此外，未封装的器件表现出优异的工作稳定性，在50–55°C、连续光照（1个太阳光强度）下进行最大功率点跟踪1500小时后，仍保持初始效率的97%。
文章亮点
- 含氟超支化聚合物（CDVFB）精准调控结晶路径：通过单体DVFB的热聚合，在钙钛矿成膜过程中协同配位FAI和PbI₂，有效抑制了溶剂中间相的形成，将复杂的多步相变（溶剂相+2H+6H→α相）简化为直接的2H→α相转变，获得了高结晶度、高相纯度且(100)面择优取向的钙钛矿薄膜。
- 器件效率与大面积制备能力显著提升：基于CDVFB的常规（n-i-p）和倒置（p-i-n）结构小面积电池效率分别达到26.05%和25.88%；大面积组件（16.1 cm²）效率达到22.43%，展现了优异的规模化应用潜力。
- 卓越的环境稳定性与铅泄露抑制：CDVFB的交联疏水网络极大提升了薄膜的耐水性（接触角保持>82°），未封装器件在1500小时持续光照MPPT测试后效率保持率高达97%，并能有效抑制85%以上的铅离子泄露，兼具高性能与高环境安全性。
J. Huang, X. Li, Z. Zhang, et al. “ Oriented Crystallization of Perovskite Film via Fluorine-Containing Hyperbranched Polymer for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e11684.
https://doi.org/10.1002/adma.202511684
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/22/50009109.html
