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学术前沿
尽管在铅基钙钛矿太阳能电池（PSCs）中取得了令人印象深刻的进展，但由于复杂的成分和不同的薄膜生长机制，锡铅窄带隙PSCs面临分层和埋藏空洞的巨大挑战。
华中科技大学唐江&陈超团队提出了一种光辐射退火（LRA）方法，专门针对锡铅钙钛矿，实现了单向钙钛矿生长，有效消除了底部埋藏界面的空洞。通过采用LRA方法，单结锡铅PSCs的创纪录效率22.31%，以及全钙钛矿串联太阳能电池的效率27.62%。
实验结果表明，LRA处理的PSCs展现出更高的外部量子效率（EQE）和更好的稳定性，即使在氮气中未封装存储超过2000小时后，仍保持了超过95%的初始效率。此外，全钙钛矿串联太阳能电池也显示出超过1.5%的效率提升，达到了27.62%的顶级效率。
图一、a) 热板退火和光辐射过程中钙钛矿薄膜的演变示意图。b) COMSOL模拟样本在热板退火下的温度随时间变化。模拟样本的结构是玻璃/ITO/PEDOT:PSS/钙钛矿。c) COMSOL模拟样本（从玻璃到钙钛矿薄膜）在LRA下的温度随时间变化。模拟样本的结构是玻璃/ITO/PEDOT:PSS/钙钛矿。d) HPA和LRA下钙钛矿薄膜顶部表面温度的模拟和实验测量。HPA中的时恒τ为3.0秒，LRA中的τ为0.3秒。
图二、a) 不同退火时间下HPA的Sn-Pb钙钛矿薄膜的截面SEM图像，从5秒到600秒。b) 不同退火时间下LRA的Sn-Pb钙钛矿薄膜的截面SEM图像，从5秒到60秒。
图三、a) HPA钙钛矿薄膜的顶视AFM图像。b) HPA钙钛矿薄膜的顶视SEM图像。c) HPA钙钛矿薄膜的底部SEM图像。d) LRA钙钛矿薄膜的顶视AFM图像。e) LRA钙钛矿薄膜的顶视SEM图像。f) LRA钙钛矿薄膜的底部SEM图像。
图四、a) HPA后Sn-Pb钙钛矿薄膜的元素分布。b) LRA后Sn-Pb钙钛矿薄膜的元素分布。c) 不同退火条件下Sn-Pb钙钛矿薄膜的DLCP测量。d) HPA后钙钛矿薄膜前后表面的稳态PL光谱。e) LRA后钙钛矿薄膜前后表面的稳态PL光谱。f) 不同退火条件下Sn-Pb钙钛矿薄膜的PLQY。g) HPA后钙钛矿薄膜的光谱-时间TA映射。h) LRA后钙钛矿薄膜的光谱-时间TA映射。i) 不同退火条件下Sn-Pb钙钛矿薄膜的TRPL光谱。
图五、a) Sn-Pb PSC的结构示意图。b) AM 1.5G太阳照射下Sn-Pb PSCs的J-V曲线。c) HPA和LRA设备的EQE光谱。d) 文献中无抗溶剂Sn-Pb混合PSCs的效率。e) Sn-Pb混合PSCs的效率随存储时间变化。f) 1平方厘米Sn-Pb PSC的J-V曲线。g) 全钙钛矿串联太阳能电池的截面SEM图像。h) 全钙钛矿串联太阳能电池的J-V曲线。插入是稳定功率输出。i) 底部和顶部子电池的EQE光谱
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