（钙钛矿细化领域请查看合集）
学术前沿
PAPER
在钙钛矿太阳能电池中，形成均匀的基于相纯二维（2D）钙钛矿的钝化层是一个挑战，尤其是当设备从小型电池扩大到模块时。2D钙钛矿在三维（3D）钙钛矿上的生长过程中存在链长依赖和卤素相关相分离问题。
武汉理工大学卜童乐&麦立强&广东光晶能源科技有限公司黄福志团队揭示了在3D钙钛矿上生长的2D钙钛矿的链长依赖和卤素相关相分离问题，并展示了一种通过使用长链（>10）烷基胺配体盐的形式处理钙钛矿层，可以形成均匀的2D钙钛矿钝化层。这种策略与打印技术兼容，实现了大面积太阳能模块的高效率。
研究实现了无反溶剂处理的小型（0.14 cm²）、大型（1.04 cm²）设备和迷你模块（13.44 cm²）的冠军活性区域效率分别为25.61%、24.62%和23.60%。此外，通过完全槽模印刷的大型太阳能模块（310 cm²和802 cm²）的冠军孔径区域效率分别为18.90%和17.59%，展示了扩大制造的可行性。
图一、二维钙钛矿相的组成工程用于可扩展太阳能模块。a) 用于钝化钙钛矿膜的2D配体（RX）的化学结构。RX代表铵卤化物，其中R和X分别是有机铵（左侧显示）和卤素（右侧显示）。b) PSM的示意图，结构为玻璃/FTO/SnO2/钙钛矿/钝化剂/Spiro-OMeTAD/Au。c-e) 不同有机RX盐后处理的钙钛矿膜的PL（左）和局部放大PL（右）光谱（c），DAX（d）和DAX/FABr（e）。f-h) 计算的R2PbI4（n=1）（f），DA2PbI4−xClx（n=1）和DA2Pb(I2−0.5xCl0.5x)Br2（n=1）（g），以及DA2FAPb2(I4−0.5xCl0.5x)Br3（n=2）和DA2FA2Pb3(I6−0.5xCl0.5x)Br4（n=3）（h）的形成焓。
图二、均匀2D相结构的生长动力学和形成机制。a) 不同有机盐后处理的钙钛矿膜在旋涂过程中的原位PL测量。b) 从原位PL测量得出的3D钙钛矿相的PL强度演变。c) 不同盐后处理后退火的钙钛矿膜的2D GIWAXS数据。d) 沿出平面散射矢量qz的2D GIWAXS数据的1D积分强度。e) 不同有机盐后处理的钙钛矿膜的顶视图和横截面SEM图像。f) 自组装不同有机盐在3D钙钛矿表面产生不同表面结构的示意图。
图三、均匀表面形貌和缺陷钝化。a-d) 不同钙钛矿膜（从左到右：原始3D，DABr和DABr/FABr处理的钙钛矿）的AFM（a）和KPFM（c）图像，以及从a和c得出的高度（b）和表面电位（d）的统计分布。e,f) 控制、DABr处理和DABr/FABr处理钙钛矿膜的TRPL映射（e）和从暗电流-电压（I-V）曲线计算出的陷阱密度（Nt）（f）。g,h) 不同有机盐后处理的钙钛矿膜在连续LED光源照射下的原位PL映射（g）和3D峰的PL强度演变（h）。
图四、光伏性能和稳定性表征。a) 不同有机盐后处理的小型设备的J-V曲线。b) 冠军设备的J-V曲线，DABr/FABr后处理。插图：1.04-cm²大型设备的照片。c) DABr/FABr后处理的大型设备的EQE曲线。d) 冠军迷你模块的J-V曲线，DABr/FABr后处理。插图：迷你模块的照片。e) 环境空气中封装迷你模块的连续MPP跟踪。
图五、可扩展打印大面积模块。a) 可扩展制造大型PSM的示意图，包括相应的激光加工（绿色圆柱）和大面积SnO2薄膜的化学浴沉积（底部插图）。b) 打印的30 cm × 30 cm小型模块的照片。c) 20 cm × 20 cm子模块的J-V曲线，26个子电池串联。d) 30 cm × 30 cm小型模块的J-V曲线，42个子电池串联
热门跟贴