西湖大学王睿Nat Commun：消除残留MA⁺实现稳定FAPbI₃钙钛矿光伏器件

来源：知光谷发布时间：2025-11-19 09:14:14

基于甲脒铅碘（FAPbI₃）的钙钛矿太阳能电池具有接近Shockley-Queisser效率极限的理想带隙，然而来自甲基氯化铵添加剂中的残留MA⁺会在热/光应力下严重影响其工作稳定性。

为此，西湖大学王睿等人开发了一种α相辅助反溶剂方法，采用无MACI的前驱体来制备α-FAPbI₃薄膜。该薄膜表现出增强的热稳定性和结构完整性，并通过多种技术进行了全面表征。优化后的器件实现了26.1%的光电转换效率，是目前报道的FAPbI₃基倒置结构钙钛矿电池中的最高值之一，并在加速老化条件下展现出持续稳定性。

该策略解决了MA⁺诱导的降解瓶颈，为商业化高性能钙钛矿太阳能电池的发展铺平了道路。

研究亮点：

首创无MA⁺残留的α-FAPbI₃制备策略：提出α相辅助反溶剂法，利用不含MACI的前驱体与MASCN反溶剂添加剂，成功制备高质量、无MA⁺残留的纯相α-FAPbI₃薄膜，从源头上避免MA⁺挥发导致的热/光不稳定性。
实现26.1%高效率与优异稳定性兼具：优化后的倒置结构电池效率达26.1%，认证效率26.08%，同时在55°C持续光照下运行1000小时后仍保持95%以上初始效率，显著优于含MA⁺器件的快速衰减。
揭示MA⁺残留对稳定性的内在影响机制：通过DFT计算与多种表征手段，明确MA⁺残留会降低FAPbI₃分解焓，诱发PbI₂生成与Ag离子迁移，而目标薄膜则表现出优异的相纯性与界面完整性。