Angew. Chem. Int. Ed.-2

Angew. Chem. Int. Ed.: 9.72%效率的高纯无机钙钛矿薄膜太阳能电池

High-Purity Inorganic Perovskite Films for Solar Cells with 9.72% Efficiency

【引言】

近些年，溶液法制备有机无机杂化钙钛矿太阳能电池受到研究者广泛的关注。传统的杂化钙钛矿太阳能电池大规模商业化进程中面临着如下挑战：1. 钙钛矿电池在湿热条件下容易导致性能衰减；2.碘离子容易从卤化铅扩散到金属电极，导致性能衰减；3.先进空穴传输材料的高成本。

溴化铯铅钙钛矿在湿热条件下仍然保持较高的载流子迁移率与稳定的晶体结构，因此被认为是一种极具潜力的全无机钙钛矿电池材料。然而，由于溶液法制备的溴化铯铅钙钛矿薄膜中总是存在多种混合相（CsBr 和Cs4PbBr6），导致了溶液法制备的全无机溴化铯铅钙钛矿太阳能电池效率低下。因此要获得高效率的溴化铯铅钙钛矿太阳能电池，首先就得解决钙钛矿薄膜中的混合相问题。

【成果简介】

近年来，无机钙钛矿太阳能电池是解决能源和环境问题的手段之一，但其光电转换效率较低。究其原因，常规的一步法或者两步法制备的无机钙钛矿薄膜存在杂质相，降低了光吸收系数并增大晶界电荷复合。如何制备高质量无机钙钛矿薄膜是目前钙钛矿电池研究的关键科学问题。该工作创新性地提出多步液相技术制备高纯CsPbBr3薄膜，并通过石墨烯量子点的界面能级优化，促进电荷提取过程，将电池的光电转换效率提高至9.72%。改项技术实现了电池在空气中组装，无需控制环境湿度，推进了钙钛矿电池的商业化进程。另外，该电池具有很好的稳定性能，在相对湿度90RH%的气氛中经过130天其光电转换效率仍可以保持87%。

【图文简介】

无机CsPbBr3薄膜的制备过程和表面形貌

原文链接：Carbon Electrode Tailored All-Inorganic Perovskite Solar Cells To Harvest Solar And Water-Stream Energies，DOI: 10.1002/anie.201801837

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