南工大黄维院士团队Nat. Photon.:基于逆向层层沉积的全热蒸发钙钛矿太阳能电池

热蒸发是一种成熟的薄膜制备技术，在钙钛矿太阳能电池的规模化制备中具有巨大潜力。然而，全热蒸发钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液法制备的器件。

本文南京工业大学郭庆勋、夏英东、陈永华、黄维等人报道了一种逆向层层沉积策略，通过先沉积有机甲脒碘化物，再沉积无机前驱体，有效控制了固相前驱体的扩散过程。后续退火处理增强了界面接触，促进了高效电荷提取，并实现了自上而下的钙钛矿结晶，提升了垂直均匀性。我们制备的全热蒸发反型钙钛矿太阳能电池，在0.066 cm²活性面积上实现了25.19%的光电转换效率，在1 cm²面积上达到23.38%。

未封装的器件在最大功率点连续运行1000小时后，仍能保持初始效率的95.2%。

文章亮点：

1. 创新性逆向沉积策略首次提出先沉积有机相FAI、后沉积无机前驱体的逆向层层沉积方法，利用2PACz与FAI的强吸附作用，形成粗糙界面，促进固相前驱体充分扩散与反应，显著提升薄膜质量。
2. 揭示固相结晶动力学机制通过原位表征与分子动力学模拟，明确了钙钛矿从δ中间相向α相转变、并自上而下结晶的动力学过程，为热蒸发工艺优化提供了理论指导。
3. 实现高效稳定全热蒸发器件制备的全热蒸发反型钙钛矿太阳能电池效率达25.19%，为目前该类型器件最高水平，且具备优异的运行稳定性与大面积均匀性，展现出良好的产业化前景。

Xu, Y., Xu, K., Pan, T. et al. Fully thermally evaporated perovskite solar cells based on reverse layer-by-layer deposition. Nat. Photon. (2025).

https://doi.org/10.1038/s41566-025-01768-0