原位聚合辅助结晶技术在露天条件下制备的叶片涂层钙钛矿薄膜，用于高效太阳能电池和微型模块

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：In Situ Polymerization-Assisted Crystallization of Open-Air Blade-Coated Perovskite Films for Efficient Solar Cells and Mini-Modules

钙钛矿太阳能电池通过原位聚合策略形成底部界面层和体相聚合物网络，提升薄膜结晶均匀性及缺陷钝化效率，抑制I?氧化和铅泄漏，实现5×5cm2模块20.78%稳定效率。

　　

摘要

钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一种有前景的光伏技术已经崭露头角，但其商业化受到可扩展性和潜在铅泄漏问题的阻碍。在这里，我们成功开发了一种原位聚合策略，该策略构建了一个功能性的底部界面层和体积聚合物网络，从而实现了空气叶片涂层钙钛矿薄膜的可控结晶和缺陷钝化。具体而言，使用了2-氨基乙基甲基丙烯酸盐酸盐（2-Amh）作为单体，并将其沉积在基底上，然后在热退火过程中发生聚合。在用空气叶片涂覆含有2-Amh的钙钛矿前驱体后，底部聚合物界面层与热退火过程中在体内形成的聚合物网络之间的协同作用显著提高了薄膜的均匀性和结晶度。此外，嵌入的聚合物网络有效地减缓了受损器件中的铅泄漏，并抑制了Ni³⁺对I^-氧化为I₂的过程。因此，基于空气叶片涂层钙钛矿薄膜的器件在5 × 5 cm²微型模块（10.80 cm²）上实现了20.78%的稳态效率。作为对比，采用相同策略的旋涂器件也展示了较高的光电转换效率（PCE），尽管它们并非本研究的重点。这些发现为可扩展的钙钛矿光伏技术提供了一个有前景的解决方案，同时解决了性能和环境可持续性问题。

图形摘要

我们开发了一种原位聚合策略，在空气叶片涂层钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层内构建了一个功能性的底部界面层和嵌入的体积聚合物网络。这种方法控制了结晶过程，钝化了缺陷，并抑制了I^?的氧化和铅泄漏。由此产生的器件在微型模块（5 × 5 cm²）上实现了20.78%的稳态效率。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。