北科大田建軍/?西建大云斯寧/美國杰克遜州立大學Q.Dai：JMCA鈣鈦礦前驅體溶液中碘鉛酸鹽化合物的演化 ?

【研究背景】

目前經過認證的鈣鈦礦太陽能電池的最高光電轉換效率達到了25.5%。然而，即使采用相同的器件結構與制備方法，不同課題組報道的最高光電轉換效率仍存在較大差異，器件的可重復性有待于進一步提高。隨著對鈣鈦礦前驅體溶液化學性質認識的深入，研究人員逐漸發現鈣鈦礦前驅體溶液的化學特性極大地影響了鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率。鈣鈦礦前驅體溶液中存在的碘鉛酸鹽絡合物（例如PbI₂，PbI₃^-和PbI₄^2-）平衡決定了鈣鈦礦薄膜的質量以及相應的器件光電性能。同時，溶劑和添加劑分子與I^-競爭，與Pb²⁺配位，并基于它們的配位能力改變上述化學平衡，從而引起鈣鈦礦薄膜物理性質的改變。因此，鈣鈦礦前驅體溶液中碘鉛酸鹽絡合物隨時間的演化對鈣鈦礦薄膜質量具有較大影響，并成為限制鈣鈦礦薄膜和器件性能可重復性的重要影響因素之一。?

【文章簡介】

近日，北京科技大學田建軍團隊、西安建筑科技大學云斯寧團隊及美國杰克遜州立大學Qilin Dai團隊合作在Journal of Materials Chemistry A（JMCA）上發表了主題為“Insights into iodoplumbate complex evolution of precursor solutions for perovskite solar cells: from aging to degradation（鈣鈦礦太陽能電池前驅體溶液的碘鉛酸鹽化合物演化的見解：從老化到降解）”的綜述文章。該綜述首先概述了鈣鈦礦前驅體溶液化學性質與鈣鈦礦薄膜物理性質之間的內在聯系。隨后分別介紹了鈣鈦礦前驅體溶液因陳化、自發降解和外部環境因素誘導的降解等因素驅動誘導碘鉛酸鹽化合物發生演化，并總結了這些變化對鈣鈦礦膜物理性能和器件光伏性能的影響。最后，基于目前在鈣鈦礦太陽能電池中鈣鈦礦前驅體溶液演化方面的研究進展，作者對進一步改善溶液法制備鈣鈦礦太陽能電池的可重復性提供了一個簡短的展望。

鈣鈦礦前驅體溶液特性影響鈣鈦礦薄膜結晶、形貌、組分和缺陷等物理性質示意圖

【文章亮點】

1. 概述了對鈣鈦礦前驅體溶液化學的基礎認識，建立了前驅體溶液特性與鈣鈦礦薄膜物理性質之間的內在聯系。

2. 總結了鈣鈦礦前驅體溶液陳化過程中溶液特性的變化并分析了對鈣鈦礦薄膜及器件性能的影響。

3. 總結了鈣鈦礦前驅體溶液隨時間降解的內在機理并分析了對鈣鈦礦薄膜及器件性能的影響。

4. 匯總了鈣鈦礦前驅體溶液演化方面的研究進展并對進一步改善溶液法制備的鈣鈦礦太陽能電池的可重復性提供了展望。

【論文信息】

Bo Li, Qilin Dai*, Sining Yun*, Jianjun Tian*. Insights into iodoplumbate complex evolution of precursor solutions for perovskite solar cells: from aging to degradation. Journal of Materials Chemistry A, 2021, 9, 6732-6748. https://doi.org/10.1039/D0TA12094D

【期刊鏈接】

https://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/ta#!recentarticles&adv

【論文鏈接】

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/TA/D0TA12094D#!divAbstract

本文由作者投稿。