鄭大張懿強AM：雙模式結(jié)晶調(diào)控讓 FAPbI?鈣鈦礦電池效率達 26.61%！

主要內(nèi)容

有機 - 無機雜化鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）是最具潛力的光伏技術(shù)之一，但結(jié)晶過程的不可控性會導致薄膜形貌不均、缺陷密度偏高，成為制約其性能提升的核心瓶頸。對此，鄭州大學張懿強教授團隊開發(fā)了一種新型雙功能分子調(diào)控策略，創(chuàng)新性引入碳酸二苯酯（DPC）作為分子調(diào)節(jié)劑，實現(xiàn)了甲脒鉛碘（FAPbI?）鈣鈦礦結(jié)晶成核與生長過程的同步精準調(diào)控。

DPC 通過羰基與鉛離子（Pb2?）的特異性共價配位作用，以及芳香環(huán)與 Pb2?的非共價 π- 相互作用協(xié)同發(fā)力，一方面誘導碘化鉛（PbI?）可控預聚集，顯著降低成核能壘；另一方面通過與前驅(qū)體體系的強相互作用，精準調(diào)控晶體生長動力學，延緩生長速率。這種協(xié)同調(diào)控機制最終制備出形貌均勻、晶粒尺寸大、結(jié)晶度高且缺陷密度顯著抑制的優(yōu)質(zhì)鈣鈦礦活性層薄膜。基于該策略的 PSCs 器件性能表現(xiàn)突出，**光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達 26.61%（認證效率 26.21%），顯著優(yōu)于對照組器件（23.65%）；將其拓展至可規(guī)模化迷你組件（有效面積 14.0 cm2），效率仍保持在 21.24%，展現(xiàn)出優(yōu)異的大面積制備兼容性與性能可遷移性。

值得關(guān)注的是，DPC 修飾的器件還具備**的運行穩(wěn)定性：在 ISOS-D-3 加速老化條件下儲存 1200 小時后，效率保留率超 90%；遵循 ISOS-L-2 國際標準進行 1100 小時**功率點（MPP）跟蹤測試后，效率保留率同樣維持在 90% 以上，表現(xiàn)出良好的長期服役潛力。張懿強教授團隊的這項研究，構(gòu)建了一種普適性強、調(diào)控機制明確的分子調(diào)控策略，成功突破了鈣鈦礦材料固有結(jié)晶瓶頸，不僅為高性能 PSCs 的制備提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，更為鈣鈦礦光伏技術(shù)向高效、穩(wěn)定、可規(guī)?；瘧梅较蜻~進奠定了重要基礎(chǔ)，具有重要的學術(shù)價值與產(chǎn)業(yè)化指導意義。

文獻信息

Dual-Mode Molecular Regulation of Perovskite Crystallization Enables Efficient and Stable FAPbI3 Solar Cells and Modules

Shiheng Wang, Zeji Zhu, Xianglong Sun, Junru Chen, Jing Yang, Hao Zhang, Erik O. Shalenov, Asliddin Komilov, Pengwei Li, Gang Li, Yanlin Song, Yiqiang Zhang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202517246

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