近日，信息科學與技術學院新能源技術研究院麥耀華教授團隊的研究論文 “Sequential deposition of high-quality photovoltaic perovskite layers via scalable printing methods”在線發表在材料領域頗具影響力的期刊《Advanced Functional Materials》(IF=13.325)上。

鈣钛礦作為第一種可以通過簡單溶液加工的高效率多晶薄膜太陽能電池，其巨大的應用潛力引起了學術界和産業界的廣泛研究。當前鈣钛礦太陽能電池的光電轉化效率已達到23.7%，并且器件穩定性也在不斷提升。就單純效率而言，鈣钛礦電池已經能夠滿足産業化生産的要求。然而，當前實驗室制備的高效率器件基本上是基于旋塗工藝并且結合反溶劑結晶工藝，無法勝任大面積鈣钛礦薄膜的制備。因此，為了實現鈣钛礦的大面積模組化，開發基于成熟的印刷工藝制備鈣钛礦薄膜具有非常重要的實際意義。

在這個工作中，科研團隊基于刮塗印刷技術開發了一種兩步法沉積制備鈣钛礦的薄膜生長工藝。其工藝流程概括如下圖所示，工藝的核心在于真空輔助結晶工藝的開發，可以快速的将印刷沉積的無機組分碘化鉛(PbI₂)液膜在真空環境中去除過量溶劑，從而得到表面平整且具有孔狀結構的PbI₂薄膜。此孔狀結構的PbI₂有助于有機組分碘甲胺(MAI)滲入到PbI₂薄膜的底部從而進行充分反應。本工作的另一個發現是通過控制有機組分MAI的沉積溫度，可以實現鈣钛礦的結晶性和薄膜形貌的有效調控。最終，采用兩步法全印刷工藝制備的鈣钛礦太陽電池器件取得了16.7%的轉換效率。

該工作得到了太阳集团app首页科研啟動經費(88017448)以及國家自然科學基金青年項目(61705090)的支持。同時，得到了埃爾朗根-紐倫堡大學和鄭州大學的合作支持。新能源技術研究院郭飛研究員和碩士一年級學生何文鑫為本文的共同第一作者，郭飛研究員和麥耀華教授為論文的共同通訊作者。

文章鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201900964

(新能源技術研究院)