2021年6月18日，国际顶级学术期刊Science在线发表了以西安电子科技大学为合作作者单位的研究论文“Lead halide-templated crystallization of methylamine-free perovskite for efficient photovoltaic 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。但是该材料在制膜过程中极难控制其成核过程，从而难以制备高品质、大面积的钙钛矿薄膜，从而限制了其商业化的进程。
鉴于此，西安电子科技大学微电子学院与前沿交叉研究院的常晶晶教授和苏杰博士与武汉理工大学卜童乐博士和黄志福教授通过原位XRD和理论计算分析了以DMF作为溶剂制备钙钛矿α相钙钛矿的动力学过程——先生成溶剂配位的钙钛矿FA2Pb3I8.4DMF在转变为δ相钙钛矿，而且δ相需要加热转变为致密的α相钙钛矿。并且计算发现添加NMP之后，可以会生成稳定的PbI2.NMP，抑制溶剂配位的钙钛矿（FA2Pb3I8.4DMF）生长，并以PbI2.NMP作为晶核直接与与FAI/CsI反应生成α相钙钛矿，与原位XRD结果一致。这说明引入NMP溶剂可以避免二次加热相转变引入缺陷等，从而实现高质量的α相钙钛矿的制备。基于此分析结果进一步优化了钙钛矿制膜工艺和成分，制备出高效率高稳定的钙钛矿太阳能电池（23.35%）和大面积（17.1 cm2）高效率（20.42 %）的钙钛矿太阳能电池组件。
论文相关信息：Tongle Bu, Jing Li, Hengyi Li, Congcong Tian, Jie Su, Guoqing Tong, Luis K. Ono, Chao Wang, Zhipeng Lin, Nianyao Chai, Xiaoli Zhang, Jingjing Chang, Jianfeng Lu, Jie Zhong, wenchao Huang, Yabing Qi, Yibing Cheng, Fuzhi Huang*. Lead halide-templated crystallization of methylamine-free perovskite for efficient photovoltaic modules. Science, 372, 1327-1332 (2021).
原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6548/1327