实验室规模的旋涂技术被广泛用于制造小型、高效的钙钛矿太阳能电池。然而,由于大面积制造过程中钙钛矿前体溶液的复杂流体动力学和干燥行为,实现大面积、高均匀性的钙钛矿薄膜以及高效太阳能电池器件仍极具挑战性。近日,华南师范大学高进伟、高兴森、Wang Zhen通过可扩展的叶片涂层技术,在新型双向马兰戈尼对流策略的辅助下,成功获得了高质量、无针孔、大面积的FAPbI3钙钛矿薄膜。
本文要点:
1) 通过引入甲醇(MeOH)作为流体平衡剂,有效调节了马兰戈尼对流的方向,减轻了印刷过程中胶体前体颗粒的无序运动。因此,对于小面积FAPbI3器件(0.07 cm2)和大面积模块(21 cm2),分别实现了24.45%和20.32%的功率转换效率(PCE)。
2) 在稳定的照明下,该设备达到了24.28%的稳定PCE。此外,未封装的器件表现出优异的操作稳定性,在环境条件下(35±5% RH,30°C)1800小时后保持了92.03%的初始PCE。为了证明这种策略的普遍性,作者制造了一种蓝色钙钛矿发光二极管,其外部量子效率(EQE)为14.78%,电致发光波长(EL)为494 nm。
Kai Sun et.al Dynamic Reconstruction of Fluid Interface Manipulated by Fluid Balancing Agent for Scalable Efficient Perovskite Solar Cells Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202419419
https://doi.org/10.1002/adma.202419419