继《Science》之后，西安电子科技大学郝跃院士团队常晶晶教授和苏杰博士与冲绳科学技术大学戚亚冰教授等人在国际顶级学术期刊《Nature Energy》在线发表钙钛矿太阳能电池研究成果“Modulating crystal growth of formamidinium–caesium perovskites for over 200 cm² photovoltaic sub-modules”。

基于甲脒阳离子的铅基碘化物钙钛矿因具有合适的能带结构和热稳定性而被视为极有商业应用潜力太阳能电池光吸收材料，并受到广泛的关注和研究。而且目前小型钙钛矿太阳电池的转换效率（PCE）已经超过25%。但是大规模、高效、稳定的钙钛矿太阳能模块的的实现仍然面临大量的技术难题。

鉴于此，西安电子科技大学微电子学院常晶晶教授和苏杰博士与冲绳科学技术大学戚亚冰教授等人通过理论预测结合实验制备发现在低浓度铯下，钙钛矿的形成能、形态以及结晶过程等固有特性会发生显著变化。基于此在NMP/DMF的共溶剂体系中引入MACl添加剂，能够优化窄带隙钙钛矿FA_0.88Cs_0.12PbI₃的成核和生长过程，控制钙钛矿薄膜生长过程中中间相的形成，使得在不使用反溶剂的情况下干燥后直接得到高质量的钙钛矿薄膜，从而可以实现大规模高质量钙钛矿太阳能子模块的制备。

然后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。

论文相关信息：Tongle Bu, Luis K. Ono, Jing Li, Jie Su, Guoqing Tong, Wei Zhang, Yuqiang Liu, Jiahao Zhang, Jingjing Chang, Said Kazaoui, Fuzhi Huang, Yibing Cheng, and Yabing Qi*. 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