近年來(lái)，采用溶液法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池取得很大進(jìn)展，小面積鈣鈦礦太陽(yáng)電池轉換效率已達25.5%。然而，溶液法制備技術(shù)很難實(shí)現大面積均勻制備、高通量連續生產(chǎn)，并且溶液法制備技術(shù)會(huì )造成鈣鈦礦電池中存在溶劑殘留，進(jìn)而影響鈣鈦礦太陽(yáng)電池的穩定性。
本工作采取真空交替沉積技術(shù)并結合低真空低溫退火策略，有效調控鈣鈦礦薄膜的形核和晶粒生長(cháng)，在400cm2剛性和300cm2柔性基底上實(shí)現大尺寸、高致密、高質(zhì)量CsxFA1-xPbI3薄膜制備，結合Spiro-OMeTAD空穴傳輸層制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，轉換效率達21.32%，是文獻可查的真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池的最高轉換效率。此外，合作團隊還結合真空法制備的空穴傳輸層，實(shí)現了全真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池，轉換效率達18.89%，未封裝鈣鈦礦太陽(yáng)電池可在空氣環(huán)境下暗態(tài)保存189天，效率提升1%，展示了全真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池具有較高的穩定性。
該研究表明，全真空法制備技術(shù)可以實(shí)現高效率、高穩定性鈣鈦礦太陽(yáng)電池的大面積、高通量制備，對于推動(dòng)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
相關(guān)研究成果以題為“High-Throughput Large-Area Vacuum Deposition for High-Performance Formamidine-based Perovskite Solar Cells”發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》(Energy&Environmental Science)上。該工作的第一作者是陜西師范大學(xué)馮江山副研究員和我所DNL1606組焦玉驍助理研究員。上述工作得到中科院A類(lèi)先導專(zhuān)項“臨近空間科學(xué)實(shí)驗系統”、國家自然科學(xué)基金、111工程基金、中央高?；鸷椭R創(chuàng )新工程等項目的資助。(文/圖 王輝)
