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学术前沿
PAPER
刀涂技术因其高前驱体利用率和简单性而受到钙钛矿太阳能电池（PSCs）领域的极大关注。然而，刀涂PSCs的功率转换效率（PCE）通常落后于旋涂设备，主要原因是在刀涂和N2刀片干燥过程中难以精确控制钙钛矿薄膜的形成。
武汉大学柯维俊&方国家提出了一种三步抑制策略，利用功能性甘氨酸酰胺盐酸盐（GlyACl）来调控预成核聚集、抑制过度异质成核和减缓结晶，从而全面控制刀涂WBG钙钛矿薄膜形成过程。这种方法实现了更大的晶粒、降低的缺陷密度和高度取向的宽带隙钙钛矿薄膜，显著延长了载流子寿命，实现了1.77 eV带隙刀涂PSCs的最大PCE为19.97%。此外，由宽带隙钙钛矿顶电池和1.25 eV带隙钙钛矿底电池组成的双端串联电池，通过刀涂技术制备，实现了27.11%的惊人PCE（稳定在26.87%）。
结果表明，引入GlyACl显著提高了PSCs的PCE、VOC和FF。最佳性能的目标设备实现了19.97%的PCE，而对照设备仅实现了17.46%的PCE。此外，通过刀涂技术制备的2T串联太阳能电池实现了27.11%的PCE，显示出优异的性能和稳定性。
图一、a) 三步抑制策略的示意图。b) 有无GlyACl的钙钛矿前驱体溶液的动态光散射谱。c) 对照和d) 目标钙钛矿薄膜的顶视SEM图像。e) 在光学显微镜下拍摄的有无GlyACl的薄膜形成过程的视频截图。
图二、a) 对照和b) 经GlyACl处理的钙钛矿薄膜在刀涂过程中的原位PL光谱。c) Pb 4f的XPS光谱和d) 对照和GlyACl处理的钙钛矿薄膜的XRD图案。e) 对照和f) GlyACl处理的钙钛矿薄膜在2 = 14.26°的极图。g) 单结刀涂WBG PSCs的J-V曲线，h) 稳态功率输出和i) EQE光谱。
图三、a) 对照和b) GlyACl处理的钙钛矿薄膜的PL和TRPL光谱。c) 对照和GlyACl处理的PSCs在1000 Hz黑暗中的Mott-Schottky分析。d) 设备的光强度依赖VOC。e) 对照和目标孔洞-only设备的SCLC曲线。f) 有无GlyACl的钙钛矿薄膜的能带图。g) 在N2中连续100 mW cm^-2白光照射下，有和无GlyACl的设备的最大功率点跟踪。
图四、a) 2T串联太阳能电池的器件结构。b) 刀涂最佳性能2T串联太阳能电池的J-V曲线。c) 刀涂最佳性能2T串联太阳能电池的稳态功率输出。d) 刀涂最佳性能2T串联太阳能电池中WBG子电池和NBG子电池的EQE曲线。e) 两种类型的串联太阳能电池的PCE统计（每个数据从10个电池中提取）。
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