钙钛矿薄膜通常需借助多种沉积设备制备,而自铺展方法提供了一种无需设备的简易替代方案。本研究广东工业大学丁黎明等人提出通过溶剂与固态添加剂调控钙钛矿溶液的铺展与结晶行为,成功在空气中通过自铺展制备出大面积钙钛矿薄膜。本研究为高性能钙钛矿电池与模组提供了一条可扩展、低成本的制备路径。
杭州电子科技大学,杭州众能光电科技有限公司,杭州职业技术学院和杭州科能新能源有限公司的科学家们系统比较了两种常见的钙钛矿前驱体混合溶剂体系—NMP/DMF和DMSO/DMF,旨在研究它们的配位特性如何影响真空辅助钙钛矿结晶过程中薄膜的形成结果。基于NMP/DMF和DMSO/DMF溶剂体系的钙钛矿薄膜形成示意图。基于这些机制,使用NMP/DMF体系制备的钙钛矿薄膜表现出优异的光电性能。
本研究强调了一种可扩展且具有成本效益的高性能制备钙钛矿太阳能电池和模组的途径。总之,通过引入各种添加剂,有效地控制了钙钛矿溶液的扩展和结晶行为,从而能够在常温条件下通过溶液自扩展工艺制备大面积钙钛矿薄膜。加入异丙醇显著改善了前体溶液的润湿性,促进了大面积均匀、高质量钙钛矿薄膜的形成。此外,通过优化溶液滴加方法,我们成功制备了均匀的大面积钙钛矿薄膜。
实现高量子效率与光谱稳定性的蓝光钙钛矿发光仍具挑战。本文韩国庆熙大学JaeWoongJung等人提出一种使用硫脲作为添加剂的多价调控策略,制备出相位纯净的准二维钙钛矿薄膜。最终,含硫脲的准二维钙钛矿发光体在466nm处实现纯蓝光发射,半高宽仅16nm,对应CIE色坐标,覆盖约99%Rec.2100蓝光原色标准。本研究展示了多价分子工程在推动高性能、色纯蓝光PeLEDs方面的潜力。
论文概览钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的重要技术路径,然而其性能长期受限于有机子电池中的复合损失。推动叠层效率突破:将钙钛矿/有机叠层电池效率提升至26.42%,跻身国际领先水平。结论展望本研究通过系统揭示给体含量对有机薄膜生长动力学、结晶特性与复合损失的调控机制,成功将钙钛矿/有机叠层太阳能电池的效率提升至26.42%,实现了对该体系复合损失的有效抑制与性能优化。
钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的潜力路径,然而其性能受限于有机子电池中的复合损失。当给体含量不足时,受体分子易发生聚集,破坏分子堆叠并降低结晶度。这些形貌变化阻碍了激子解离,进而导致电荷复合并降低整体器件性能。通过优化薄膜形貌与结晶过程,我们成功降低了复合损失,实现了效率高达26.42%的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。
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。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。
金属卤化物钙钛矿薄膜的制备目前严重依赖反溶剂的使用。本研究提出了一种真空淬火结合晶体生长调节剂的方法,该方法无需反溶剂和二甲基亚砜,通过形成含非晶态络合物的中间膜,实现了对锡钙钛矿晶体生长的调控。大面积制备与模块化应用:实现了最大7.5×7.5cm的均匀锡钙钛矿薄膜制备,并成功构建了活性面积为21.6cm的七电池模块,展示了其良好的可扩展性与产业化潜力。
为此,研究者寻找了有效的高度挥发性主要溶剂和路易斯碱添加剂的组合,以实现无抗溶剂的锡钙钛矿薄膜制备。因此,1-乙烯基咪唑被选为晶体生长调节剂,并进行了进一步研究。中间相的表征真空淬火后的薄膜呈现棕色半透明的外观,与退火后获得的黑色钙钛矿薄膜不同,表明形成了中间相。这些结果表明,V-CGR方法适用性广泛,无论下层的疏水性或钙钛矿的组成如何,均能有效应用。
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。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。