鹵化鉛和有機(jī)銨鹽的精確化學(xué)計(jì)量比是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中一個(gè)尚未解決的基本科學(xué)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的沉積技術(shù)由于定量控制的局限性而無(wú)法建立明確的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系,導(dǎo)致薄膜質(zhì)量不一致和反應(yīng)途徑不明確。鑒于此,2025年3月20日華僑大學(xué)楊金鑫&魏展畫(huà)于Advanced Science刊發(fā)精確控制鹵化鉛和銨鹽化學(xué)計(jì)量比,實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究成果,開(kāi)發(fā)了一種使用按需噴墨打印的精確定量沉積方法來(lái)系統(tǒng)地研究有機(jī)鹽沉積表面密度對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響。研究結(jié)果表明,沉積量顯著影響鈣鈦礦薄膜的形貌、成分和結(jié)晶度,從而影響整體器件性能。低于22 μg cm?2的低沉積表面密度會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶不完全且晶體較小的薄鈣鈦礦薄膜,從而阻礙載流子的傳輸和分離。相反,高沉積密度(89 μg cm?2)會(huì)導(dǎo)致有機(jī)鹽與PbI2過(guò)度反應(yīng),導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜質(zhì)量低下,存在針孔、裂縫和界面接觸不良。在最佳沉積密度39 μg cm?2下,可獲得晶粒大、缺陷減少、能級(jí)排列改善的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜,從而使冠軍效率達(dá)到 23.3%,并提高了器件的環(huán)境穩(wěn)定性。
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