将MA作为掺杂剂对于稳定α相FAPbI3的晶格结构非常有利。然而,只有在MA掺杂水平较高的情况下才能实现均匀的相混合,这大大影响了以FA为主的钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率和稳定性。

本研究河北大学杨少鹏和孔伟光等人在FAMA混合钙钛矿的成核阶段,MA+与FA+相比,在与PbI3-的反应中表现出显著的动力学优势。MAPbI3的快速结晶不仅会诱导FA-MA分离,而且会因体积庞大的FA+阳离子诱导的应变而阻碍钙钛矿的结晶。为了解决这个问题,我们引入了FA0.8MA0.2PbI3单晶作为制备前驱体溶液的材料源,从而在晶格稳定性和带隙(Eg=1.54eV)之间实现了微妙的平衡。预先进入到PbI3-骨架内的A位阳离子通过刮刀涂布使得以FA为主的钙钛矿薄膜暴露在空气环境中保持了一年以上的相稳定性。

最终的PSCs(0.09cm2)实现了23.66%的最高功率转换效率(PCE),跻身于刮刀涂布PSCs的最高效率记录之列。未封装的PSC在相对湿度为10%的空气中老化超过1000小时后,效率损失小于10%。

Mingxuan Liu, Xudong Liu, Song Yin, Xuewei Jiao, Shaopeng Yang, Weiguang Kong

Suppressing the phase separation in FAMA mixed perovskite solar cells via the preloading of A site cations within the lattice

Chemical Engineering Journal

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154612

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