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通过自密封聚合物实现高效稳定锡基钙钛矿太阳能电池的调控结晶

DOI：10.1021/acsami.0c01311 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2020 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 锡基钙钛矿太阳能电池（PVSCs）因其优异的光电性能成为最具前景的无铅钙钛矿材料。然而，锡基钙钛矿结晶过程缺乏精确控制，导致薄膜形貌和缺陷不可预测，功率转换效率（PCE）较低。同时，锡基钙钛矿薄膜较差的环境稳定性也阻碍了其进一步发展。本研究在旋涂甲脒锡三碘化物（FASnI3）前驱体溶液时，向反溶剂中引入独特聚合物[乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）]。EVA所含的C=O基团能与钙钛矿晶粒中未配位的锡原子形成强路易斯酸碱络合作用，显著增大晶粒尺寸、优化晶粒取向并减少FASnI3薄膜表面缺陷。该策略实现了7.72%的优异PCE且具有良好的重现性。更重要的是，基于FASnI3-EVA吸光层的PVSCs器件具有自封装效应，展现出卓越的防潮防氧性能，在60%湿度空气环境中老化48小时后仍能保持初始效率值的62.4%。这种简便策略为构建稳定高性能的锡基PVSCs提供了新思路。
作者： Gengling Liu，Cong Liu，Zhuojia Lin，Jia Yang，Zengqi Huang，Licheng Tan，Yiwang Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为解决锡基钙钛矿结晶过程精确控制不足及锡基钙钛矿薄膜环境稳定性差的问题，旨在提升锡基钙钛矿太阳能电池（PVSCs）的功率转换效率（PCE）和稳定性。

研究成果

在FASnI3前驱体溶液旋涂过程中向反溶剂中引入EVA，显著增大了晶粒尺寸、改善了取向并减少了表面缺陷，使光电转换效率达到7.72%。经EVA处理的器件展现出优异的环境稳定性，在60%湿度空气中放置48小时后仍保持原始效率的62.4%。该策略为开发稳定且高性能的锡基钙钛矿太阳能电池提供了可行途径。

研究不足

该研究聚焦于利用乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）改善锡基钙钛矿薄膜的结晶性与稳定性，但未深入探究其在60%湿度以上各类环境条件下的可扩展性及长期稳定性。

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