祝贺涂永超AM文章:流体-结晶协同作用实现 >26% 效率的全环境印刷自组装单分子层基钙钛矿光伏器件
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作者:ssd002
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发布时间: 15天前
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Yongchao Tu, Zuohan Wen, Qi Cao, Tinghuan Yang, Erxin Zhao, Xin Chen, Xiujie Liu, Cheng Ma, Chengqing Tian, Zheng Zhang, Pei Zhou, Lei Liu, Tianqi Niu, Shengzhong (Frank) Liu, Er Qiang Li, Kui Zhao
尽管在惰性环境中通过实验室规模的旋涂技术已使采用自组装单分子层(SAMs)的钙钛矿太阳能电池实现了创纪录的效率,但其通过完全在环境空气中印刷的制备方式——低成本工业化的前提条件——仍未见报道。陕西师范大学赵奎&中科大李二强研究团队报道了首个基于完全在环境空气中印刷的SAMs和钙钛矿薄膜、效率超过26%的PSCs,并通过流体-结晶协同作用阐明了SAMs物理化学性质的主导作用。具有更高表面能(γ)的SAMs可平整钙钛矿墨水的弯月面,减弱沿气-液界面的温度梯度和马兰戈尼应力,从而实现更均匀的钙钛矿沉积和更平滑的薄膜。同时,γ通过延迟成核起始点,并在更高γ的SAMs上将生长模式从连续转变为瞬时,系统地调控了钙钛矿的结晶过程。这种流体-结晶协同作用产生了26.31%的创纪录PCE(认证效率25.85%),为所有已报道的环境空气印刷器件(包括非SAM基器件)设立标杆。该方法进一步实现了可扩展制造,在13.04 cm²的微型组件中获得了22.3%的冠军PCE,并在ISOS-L-1协议下运行1200小时后保持了超过90%的性能。其工作在环境空气印刷中建立了SAMs物理化学性质与钙钛矿流体动力学及结晶热力学之间的定量联系,为钙钛矿光伏技术走向可扩展的环境空气制造指导。
https://doi.org/10.1002/adma.73373