澳大利亚科学家们开发制造高质量钙钛矿太阳能电池的新方法

由钙钛矿制成的薄膜太阳能电池具有颠覆太阳能领域的潜力，这要归功于其相对于硅而言相对较低的制造成本、灵活性和可调带隙。然而，研究人员正在努力解决可靠性问题，他们还需要找到一种方法制造具有可行商业规模的设备。

绝大多数钙钛矿太阳能电池研究都使用卤化铅，尤其是碘化铅。碘化铅需要达到 99.99% 的纯度，使用碘化铅合成电池非常昂贵。莫纳什大学研究团队首次使用醋酸铅而不是碘化铅制造高度稳定的甲脒铯钙钛矿太阳能电池的团队。该团队为整个研究界提供了第二种制造高质量钙钛矿太阳能电池的方法。

通过首次有效使用乙酸铅作为制造甲脒-铯钙钛矿太阳能电池的前体，证明了在工业规模上制造耐用、高效的钙??钛矿光伏电池的新途径。位于莫纳什大学的Exciton Science的成员能够制造出效率为 21% 的钙钛矿太阳能电池，这是有史以来由非卤化物铅源制成的设备的最佳结果。

采用这些电池的微型原型太阳能电池板实现了 18.8% 的效率。大面积钙钛矿层是在室温环境中制造的，并通过单步刀片涂层制成，展示了其工业规模制造的潜在可行性。

测试设备还表现出很强的热稳定性，在 65°C 下运行 3,300 小时后仍能继续运行而没有效率损失。

该研究团队已经能够在一步旋涂工艺中使用醋酸铅，以获得完美的、高质量的甲脒铯钙钛矿薄膜。而且因为他们不需要反溶剂剂，他们可以通过刮刀涂层等大规模技术来做到这一点，这意味着它在工业规模上是可行的。

研究结果已发表在《能源与环境科学》杂志上。

醋酸铅化合物已成为一种很有前途的替代前体，因为它可以制造出缺陷更少的超光滑薄膜。

到目前为止，醋酸铅仅用于制造甲基铵或铯基钙钛矿，这些钙钛矿相对不稳定，不适合实际应用。

在使用甲脒和铯制成的钙钛矿中可以找到更好的商业用途候选物，这要归功于它们具有出色的稳定性。以前使用乙酸铅作为前体合成尝试失败了。

为了调查和解决这个问题，研究人员与中国武汉理工大学的合作者一起研究了潜在的分子机制。获 取 更多科技?前沿访问：https://byteclicks.com

通过 X 射线衍射和核磁共振光谱，研究人员确定在关键阶段需要使用铵作为挥发性阳离子（带正电的离子）。铵的存在有助于在退火过程中去除残留的乙酸盐，而不会形成不需要的副产物。

研究人员希望他们在控制前体行为的基础化学方面的工作能够鼓励人们更加关注金属卤化物钙钛矿器件的可扩展合成和制造方法。

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