近日，太阳集团1088vip新能源技術研究院麥耀華教授團隊的論文“Structurally Reconstructed CsPbI2Br Perovskite for HighlyStable and Square-Centimeter All-Inorganic PerovskiteSolar Cells”在Advanced Energy Materials (AEM, IF=21.875)雜志上發表。博士生劉沖與副研究員李聞哲為共同第一作者，麥耀華教授和範建東教授為文章共同通訊作者。

有機-無機雜化鈣钛礦太陽電池的認證效率已經達到了23.7%，但是在其邁向産業化的道路上仍然需要解決穩定性方面的問題，例如：水氧穩定性，熱穩定性，紫外光穩定性等。其中，造成傳統有機-無機雜化鈣钛礦太陽電池熱穩定性問題的主要原因為電池器件中的鈣钛礦吸收層以及電荷傳輸層中大多使用了加熱易升華和分解的有機材料，因此開發采用無機光吸收層和載流子傳輸層的“全無機”鈣钛礦電池是解決該類型電池熱穩定性的重要途經。

新能源技術研究院麥耀華團隊率先使用二步控溫法制備均勻、緻密的全無機鈣钛礦光吸收層，同時采用基于ZnO@C60無機電子傳輸層，提高了全無機鈣钛礦電池的轉換效率和熱穩定性，相關研究結果發表在多個高水平期刊上(J. Mater. Chem. A, 2016, 4(43): 17104;Nano Energy, 2017, 41: 75-83.;J. Am. Chem. Soc., 2018, 140(11): 3825-3828;)。

但是，高轉換效率要求全無機鈣钛礦電池具有較高的碘含量，而高碘含量的鈣钛礦材料的化學穩定性較差。解決這個問題需要了解鈣钛礦薄膜的老化過程和機制，團隊進一步研究發現，在制備高碘比例的無機鈣钛礦薄膜時，經常伴随出現一些“白色斑點”，通過微區拉曼技術，确定了該斑點為δ-相鈣钛礦，并通過光學顯微鏡原位觀察，發現該“斑點”正是作為相變中心在空氣中誘導α-相鈣钛礦薄膜降解。

為了解決這個問題，團隊引入InCl3摻雜技術，在In3+離子和Cl-離子共同作用下，原鈣钛礦晶格常數降低，甚至在高濃度摻雜情況下可實現由四方相向立方相的轉變。最終，經InCl3摻雜後的薄膜，可以有效的改善上述提到的“白色斑點”問題，得到了純α-相的鈣钛礦薄膜。該器件放置在空氣中可實現80h内效率不衰減，另外，在空氣中60℃下持續加熱，也可實現100h内效率衰退小于20%。将原兩步控溫方法升級為輻射加熱方法後，更可改善過渡膜在較大面積内的均勻性，該方法應用于大面積器件的制備中，獲得了效率為11.4%的大面積全無機鈣钛礦太陽電池。該結果發表在能源領域高水平期刊Advanced Energy Materials (AEM, IF=21.875)上。

該研究得到廣東省高水平大學建設經費的資助，同時也得到國家自然科學基金委項目(51872126、51672111、51802120、11675252、11605278、U1632265)，廣東省自然科學基金(2018030310181)，太阳集团app首页科研培育與創新基金青年基金項目(21617341)的支持。

文章鍊接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201803572

https://doi.org/10.1002/aenm.201803572