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狭缝涂布已成为钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)和太阳能模块(pero-SMs)大规模生产的关键技术。然而,由于在薄膜形成过程中钙钛矿结晶动力学不可控以及复杂的相演化,狭缝涂布制备的pero-SCs和pero-SMs的光电转换效率(PCE)仍显著低于旋涂制备的器件。

本研究苏州大学许桂英、Yunxiu Shen和李耀文等人通过添加挥发性2-甲氧基乙醇(2-ME)并与DMF作为主要溶剂结合,设计了一种钙钛矿前驱体溶液。2-ME的高蒸气压和Kamlet-Taft β值促进了快速成核,并与甲酰胺铵碘化物形成氢键,推动了高密度晶核的形成,从而模板化均匀生长并直接触发了α相钙钛矿的形成。因此,采用狭缝涂布方法成功沉积了高质量、大面积(25 cm²)的钙钛矿薄膜,具有均匀、无针孔且相纯的特性。

最终,采用狭缝涂布法制备的pero-SCs(0.062 cm²)和pero-SMs(15.64 cm²)分别实现了24.20%和21.84%的优异PCE。值得注意的是,未封装的pero-SCs展现了优越的操作稳定性,T90 > 1150小时。

S. Huang, Y. Wu, G. Xu, Y. Shen, W. Liu, J. Xu, T. Xu, X. Wu, Z. Cao, Y. Li, Controlling Nuclei Growth and Phase Transition of CsFA-Based Perovskite During Slot-Die Coating via Solvent Engineering for High-Performance Solar Cells and Modules. Adv. Funct. Mater. 2025, 2418777. https://doi.org/10.1002/adfm.202418777

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