【导言】

充电机充电钙钛矿太阳能电池中的反式结构比正式结构具有更多的长处，比方迟滞效应小、稳定性好、制备简略和易大面积制备等。近期因为氟代甲脒（FA）基钙钛矿资料具有优异的光伏特性，吸收光谱能够扩展到840 nm，因而遭到研讨者的广泛重视。用其制备的正式结构太阳能充电机充电电池功率现已超越20%。但是，因为在FA-基钙钛矿资猜中，电子空穴传输特性不平衡，导致反式结构FA-基充电机充电钙钛矿太阳能电池的功率很难上去。这种不平衡的载流子传输特性归根结底是由钙钛矿薄膜的结晶性差所导致的。因而怎么获得高结晶性的钙钛矿薄膜是制备高功率反式充电机充电钙钛矿太阳能电池的关键所在。

【效果简介】

近来，上海交通大学韩礼元教授在Energ. Environ. Sci.上宣布了一篇名为“Vertical recrystallization for highly efficient and stable formamidinium-based inverted-structure perovskite solar cells”的文章。该研讨提出了一种笔直结晶办法，操控甲基氯化铵（MACl）分子在δ态FA-基钙钛矿薄膜上笔直方向分散，辅佐FA-基钙钛矿薄膜由δ态到α态的相改变，使得薄膜重新结晶，有用的制备出了结晶性好FA-基钙钛矿薄膜，而且成功制备出了功率高达20.65%的稳定性好的反式结构充电机充电钙钛矿太阳能电池。

【图文简介】

图1：高结晶度FAPbI3薄膜的制备与表征

(a).笔直结晶法制备高结晶度FA-钙钛矿薄膜的流程图；

(b, d).无MACl处理及未加热的δ态FAPbI3薄膜的XRD谱和SEM截面图；

(c, e). MACl处理及加热的α态FAPbI3薄膜的XRD谱和SEM截面图；

2： MACl浓度对FAPbI3薄膜结晶性的影响

(a-d). 不同浓度 MACl 处理FAPbI3薄膜的SEM图。

3：笔直结晶法（MACl处理）的FAPbI3薄膜的功能表征

(a).不同MACl浓度下FAPbI3薄膜的XRD谱；

(b).不同MACl浓度下FAPbI3薄膜的吸收谱；

(c).不同MACl浓度下FAPbI3薄膜110面的XRD峰移；

(d).MACl浓度与FAPbI3晶格常数的关系图。

4：笔直结晶法制备（MACl处理）的反式充电机充电钙钛矿电池的功能测验

(a).不同MACl浓度处理的器材的J-V曲线；

(b).不同MACl浓度处理的器材的EQE曲线；

(c).MACl处理前和处理后的FAPbI3薄膜的光致发光量子功率谱；

(d).MACl处理前和处理后的FAPbI3薄膜的荧光光谱；

(e).MACl处理前和处理后的FAPbI3薄膜的时刻分辩荧光光谱；

(f).MACl处理前和处理后的充电机充电钙钛矿太阳能电池的开路电压与光强的依靠关系曲线；

(g).MACl处理前和处理后的充电机充电钙钛矿太阳能电池功率的稳定性测验。

【小结】

在这项作业中，研讨人员提出了一种笔直结晶的办法，经过MACl分子在FAPbI3薄膜上笔直方向分散，辅佐δ-FAPbI3薄膜变换成α-FAPbI3薄膜，有用进步了FAPbI3薄膜的结晶性，进而提升了反式FA-基充电机充电钙钛矿电池的功率（20.65%）和环境稳定性。

团队介绍：

上海交通大学韩礼元教授领导的科研团队多年来致力于新型太阳能充电机充电电池研讨,近来在充电机充电钙钛矿太阳能电池范畴屡获佳绩。该团队成员包含，东方学者杨旭东特别研讨员，青年千人陈俊超特别研讨员，陈汉讲师,以及2名博士后和10名在读研讨生。

团队该范畴作业汇总：

该团队主要在充电机充电钙钛矿太阳能电池高功率器材制备，大面积模块开发，稳定性方面做出了卓越贡献。2015年该团队初次获得了1cm2的器材最高认证功率15%，相关作业被宣布在Science杂志上。为了获得更高的功率，经过细心研讨了发电机理，发现反式器材中电子搜集功率低的问题。为此，韩老师的团队开发了一种新的突变异质结结构，有用地改善了电子搜集功率，把认证功率进步到18.21%，该作业宣布在Nature Energy杂志上。近期，该团队经过下降钙钛矿薄膜中的缺点，选用简略的组分和制备办法，获得了19.19%反式充电机充电钙钛矿电池的最高认证功率。一起，该团队在大面积模块开发方面也取得了开拓性的研讨效果。他们开发了一种称为软膜法的制备大面积高质量钙钛矿薄膜的办法，成功制备了36平方厘米充电机充电钙钛矿太阳能电池模块，初次获得了12.1%的认证功率。这是第一个被收录于太阳能充电机充电电池功率表中的充电机充电钙钛矿电池模块功率。在进步稳定性方面，该团队近期在Nature Communication杂志上宣布了一篇很有价值的文章，他们将石墨烯层引进电荷传输资料，有用按捺了碘离子的移动和甲胺气体的逸出，获得了85摄氏度条件下，500小时的稳定性，并经过了1000小时的光照稳定性测验。为了加速充电机充电钙钛矿电池的实用化，该团队体系地进行了本钱分析，指出了进步变换功率和稳定性才是影响钙钛矿模块本钱的关键因素。到达模块功率高于15%，稳定性大于15年的方针，才干产出低于传统动力的发电本钱，这对未来充电机充电钙钛矿电池的发展方向具有重要指导意义。现在，要想完成这一方针，还存在许多困难和应战，但该团队信任，只需结合科学的办法和不懈的努力，就必定能够在不远的将来完成这个的方针。