戚亚冰Nat. Energy:重磅!超200cm2的甲脒



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商业化迫切需要高效且稳定的钙钛矿太阳能模块的可升级制造。冲绳科学技术大学院大学戚亚冰等人在 N-甲基-2-吡咯烷酮/N,N-二甲基甲酰胺的共溶剂体系中引入甲基氯化铵添加剂,以控制甲脒-铯三碘化铅钙钛矿薄膜生长过程中中间相的形成。

研究人员在不使用反溶剂的情况下在干燥后获得高质量的薄膜。通过实施体钝化和表面钝化,基于旋涂法在小面积上获得了24.02%的高效率,在 22.4 cm2的孔径面积(几何填充因子 ~ 96%)的 5 cm × 5 cm 太阳能微型模块上实现了 20.5%的冠军效率 。

全叶片涂层的钙钛矿太阳能子模块在 205 cm2 的孔径面积上表现出15.3% 的冠军效率。太阳能微型模块表现出令人印象深刻的运行稳定性,在连续光照下最大功率点跟踪的 T80 寿命超过 1,000 h。

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Bu, T., Ono, L.K., Li, J. et al. Modulating crystal growth of formamidinium–caesium perovskites for over 200 cm2 photovoltaic sub-modules. Nat. Energy (2022).

https://doi.org/10.1038/s41560-022-01039-0

https://www.nature.com/articles/s41560-022-01039-0

值得一提的是,第一作者卜童乐现已入职武汉理工大学,在去年在FACs体系有突破性进展。

制备大面积高效稳定的钙钛矿薄膜是钙钛矿太阳能电池商业化中最具挑战性的问题之一。研究人员开发了一种卤化铅-模板法结晶策略,用于印刷甲脒(FA)-铯(Cs)铅钙钛矿薄膜。

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高质量的大面积薄膜是通过卤化铅 • N-甲基-2-吡咯烷酮加合物的受控成核和生长来实现的,可以与嵌入的 FAI / CsI 原位反应,直接形成 α 相钙钛矿,避开从δ相。

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通过进一步添加六氟磷酸钾,实现了在环境空气中具有 23% 效率和出色的长期热稳定性。未封装器件在85°C条件下,经过500 小时老化后效率保持率约为 80%。 狭缝涂布印刷微型组件分别在17.1 平方厘米和 65.0 平方厘米的有效面积实现了 20.42%(认证效率 19.3%)和 19.54% 的最优效率。

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原文:

https://science.sciencemag.org/content/372/6548/1327

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