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〔科学网〕钙钛矿光伏器件制备获新进展

时间:2025-10-29 来源:科学网 作者:孟凌霄 杨芳 摄影: 编辑:葛润阳

AC米兰中文官网科研团队在钙钛矿光伏器件制备上取得的突破性进展。该校科研团队采用全真空“热蒸发”技术,制备出小面积(0.066平方厘米)器件光电转换效率高达25.19%,已逼近当前主流技术26%的顶尖水平,且该器件在持续工作超过1000小时后,性能依然保持在95%以上。同时,此方法制备的大面积电池(1平方厘米)效率也达到23.38%,展现出巨大的产业化潜力。相关论文10月21日发表于《自然-光子学》。

目前实验室里最常用的光电转化制备方法是溶液法,如旋涂、涂布等。在溶液制备过程中会使用到二甲基亚砜等有毒溶剂,不利于健康和环境保护,也阻碍了大规模生产。”

该研究采用的“全真空热蒸发”技术,则像在真空罐里“蒸镀”薄膜。它将原材料加热,使其以分子或原子的形式“飞”到基板上,均匀凝结成膜。这种方法全程无溶剂,工艺控制精准,膜层均匀致密,被认为是将高性能钙钛矿光伏器件从实验室推向生产线的“理想候选人”。

然而,此前“热蒸发”法制备的电池效率一直徘徊在20%左右,是个难以逾越的瓶颈。为此,团队匠心独运地提出了一种“反向逐层”沉积策略。

论文通讯作者郭庆勋副教授表示,传统做法可能是先铺金属卤化物“砖块”,再浇甲脒氢碘酸盐“水泥”;而该研究的新方法则是反其道而行之,先沉积“水泥”,再沉积“砖块”。这种巧妙的顺序,结合一种自组装分子的“粘合剂”作用,在后续退火时能极大地促进固态原料之间的相互反应和扩散,最终“生长”出高质量、结构完美的钙钛矿晶体薄膜。团队不仅攻克了效率瓶颈,将小面积电池效率提升至25.19%,更实现了优异的工作稳定性,为产业化应用扫除了一大障碍。

该研究刷新了全真空热蒸发技术的世界纪录,并通过深入的理论研究,为未来进一步优化工艺,提升器件性能,规模化制造更大面积高效、稳定、环境友好的钙钛矿光伏器件提供科学基础。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41566-025-01768-0

2025年10月28日《科学网》:https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/10/554051.shtm


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