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南京工业大学夏英东、陈永华、黄维等研究者针对可规模化制备的钙钛矿光伏器件开展系统研究。全丝网印刷钙钛矿太阳能电池是实现钙钛矿光伏产业化规模化制备的优异技术途径,但多层厚膜体系中低效的纵向相变行为会引发前驱体浸润不充分、表面提前成核及薄膜残余应力等问题,严重制约了器件性能与制备工艺的发展。为此,该团队提出一种流体运动结晶策略,构建了基于丙酸甲胺离子液体与丁腈的复合共溶剂体系。其中,丁腈能够降低前驱体流体的运动阻力,通过调控溶剂化结构有效分散碘化铅团聚颗粒,实现钙钛矿前驱体在厚膜内部快速、充分的深层浸润,促使薄膜在表面成核发生之前完成自下而上的有序相变,显著抑制薄膜缺陷的产生与累积。基于该策略可生长出致密、互连的钙钛矿纳米晶网络,薄膜呈现独特的岛状表面形貌,有效优化了钙钛矿层与碳电极的界面接触状态。

紧密的界面结构大幅提升了载流子输运效率,显著降低电荷复合损耗。基于该共溶剂体系与结晶策略,研究团队在空气环境下成功制备出全丝网印刷钙钛矿太阳能电池,其光电转换效率达到22.41%,经第三方认证效率为21.86%。稳定性测试结果表明,在ISOS-L-1标准的持续光照加速老化条件下连续运行2000h后,器件仍可保留90.5%以上的初始效率;在85℃、相对湿度50%±10%的高温高湿工况(ISOS-L-3标准)下持续工作900h,器件性能无明显衰减,展现出优异的工作稳定性。

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文献信息

Fluidmotionandcrystallizationcontrolenableair-processedfullyscreen-printedperovskitesolarcells

ChangshunChen,QingYao,YoujianDing,YanxiangZhao,AnshiChu,ChenxinRan,YingdongXia,YonghuaChen&WeiHuang

https://www.nature.com/articles/s41566-026-01991-3