近年来,采用溶液法制备钙钛矿太阳电池进展迅速,小面积钙钛矿太阳电池转换效率已达25.5%。然而,溶液法制备技术很难实现大面积均匀制备、高通量连续生产,并且溶液法制备技术造成钙钛矿电池中存在溶剂残留,进而影响钙钛矿太阳电池的稳定性。
该工作采取真空交替沉积技术并结合低真空低温退火策略,有效调控钙钛矿薄膜的形核和晶粒生长,在400cm2刚性和300cm2柔性基底上实现大尺寸、高致密、高质量CsxFA1-xPbI3薄膜制备,结合Spiro-OmetaD空穴传输层制备的钙钛矿太阳电池,转换效率达21.32%,是文献可查的真空法制备钙钛矿太阳电池的最高转换效率。此外,科研人员结合真空法制备的空穴传输层,实现了全真空法制备钙钛矿太阳电池,转换效率达18.89%。未封装钙钛矿太阳电池可在空气环境下暗态保存189天,效率提升1%,表明全真空法制备钙钛矿太阳电池具有较高稳定性。研究表明,全真空法制备技术可以实现高效率、高稳定性钙钛矿太阳电池的大面积、高通量制备,对于推动钙钛矿太阳电池的产业化具有重要意义。
相关研究成果以High-Throughput Large-Area Vacuum Deposition for High-Performance Formamidine-based Perovskite Solar Cells为题,发表在《能源与环境科学》上。论文第一作者为冯江山和大连化物所助理研究员焦玉骁。研究工作得到中科院战略性先导科技专项(A类)“临近空间科学实验系统”、国家自然科学基金、中央高校基金和中科院知识创新工程等的支持。
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真空沉积示意图及刚、柔性甲脒基钙钛矿薄膜
原标题:大连化物所等在大面积钙钛矿太阳电池研究中取得进展