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利用挥发性固体进行溶剂工程以实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
摘要： 提出了一种通过使用挥发性固体乙醇酸（HOCH2COOH，GA）有效调控钙钛矿结晶度的新策略，该策略不同于常见的添加剂方法。在FA0.85MA0.15PbI3（FA：HC(NH2)2；MA：CH3NH3）钙钛矿前驱体溶液中，伴随着第一步二甲基亚砜升华过程，GA在150°C之前于钙钛矿薄膜中的后续升华能巧妙调控结晶度且退火后无任何残留。GA与Pb2+的强相互作用引发的成膜改善使器件获得高达21.32%的冠军功率转换效率（PCE）。为研究挥发性在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的作用，采用结构类似的非挥发性硫代乙醇酸（HSCH2COOH，TGA）作为添加剂对照。TGA改性虽获得大尺寸钙钛矿晶粒但存在明显针孔，直接导致缺陷密度增加及PCE下降。值得鼓舞的是，基于GA的PSC器件冠军PCE（21.32%）较对照器件或TGA基器件分别高出近13%或20%。此外，由于成膜质量提升，GA改性PSCs在光、热及湿度测试中展现出最优稳定性。
关键词： 针孔、溶剂工程、挥发性、晶体生长、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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LiTFSI溶剂工程助力高效平面钙钛矿太阳能电池
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSC）的性能与稳定性离不开钙钛矿薄膜的质量，溶剂工程被视为提升钙钛矿性能的有效策略。乙腈（ACN）常被用作溶解双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐（LiTFSI）的溶剂，但ACN会腐蚀钙钛矿薄膜，阻碍PSC效率与耐久性的提升。本研究采用溶剂工程方法寻找ACN的合适替代品以减缓钙钛矿薄膜的降解。结果表明：极性较小的异丙醇（IPA）能有效溶解LiTFSI，相比ACN可延缓钙钛矿层降解，从而减少缺陷与非辐射复合。最终采用LiTFSI/IPA添加剂的器件获得更优的功率转换效率（PCE），迟滞效应更小，冠军效率达19.43%；而使用LiTFSI/ACN的器件效率仅为17.12%。
关键词： 陷阱密度、非辐射复合、溶剂工程、异丙醇、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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预结晶技术应用于顺序沉积方法以提升钙钛矿太阳能电池的光伏性能
摘要： 钙钛矿薄膜的制备工艺对其微观结构和光电性能至关重要。本研究在传统两步旋涂法中引入钙钛矿晶粒预制备步骤以提升薄膜质量。通过在PbI2前驱体溶液中添加CH3NH3I并在制备过程中进行反溶剂萃取，使PbI2层中生成少量钙钛矿晶粒。实验证明，这种晶粒预制备通过改变PbI2层表面形貌和结晶行为，有效增大了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸与覆盖度。经优化后，薄膜中晶粒尺寸达到近3微米，显著增强了光伏器件中光生载流子的生成与传输效率。光照条件下，对应器件的填充因子(FF)和短路电流密度(Jsc)提升，光电转换效率(PCE)从11.7%提高到17.5%。此外，器件在暗湿空气中的稳定性也得到改善。结果表明，钙钛矿晶粒预制备工艺有助于制备高质量钙钛矿薄膜，该方法同样适用于其他组分钙钛矿薄膜器件。
关键词： 溶剂工程、顺序法、太阳能电池、结晶、钙钛矿、沉积
更新于2025-09-12 10:27:22
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溶剂工程化三阳离子卤化物钙钛矿的超快太赫兹光物理研究
摘要： 溶液法制备的薄膜有机-无机钙钛矿是实现下一代晶圆级太阳能电池器件大规模制造的关键?；旌细祁芽筇裟艿绯氐母咝手饕从谄溆乓斓脑亓髯忧ㄒ坡屎偷绾啥ρ匦?，而这些特性又高度依赖于材料制备过程中所使用的溶剂类型。本研究采用光学泵浦太赫兹探测（OPTP）光谱技术，系统分析了在不同溶剂中合成的混合有机-无机阳离子[甲胺（MA）、甲脒（FA）和铯（Cs）]与混合卤素[碘（I）和溴（Br）]钙钛矿材料[Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3]的导电特性及载流子动力学行为。研究发现：载流子迁移率和扩散长度强烈依赖于混合阳离子钙钛矿薄膜的制备溶剂类型。相比γ-丁内酯溶剂，使用二甲基甲酰胺/二甲基亚砜溶剂制备的混合阳离子钙钛矿薄膜展现出更高的迁移率和更长的扩散长度。这些发现为通过溶剂工程优化混合阳离子钙钛矿的载流子输运性能提供了重要依据。
关键词： 载流子动力学、OPTP光谱、扩散长度、钙钛矿、载流子迁移率、溶剂工程
更新于2025-09-09 09:28:46