揭秘用于高效钙钛矿太阳能电池的单溶剂真空闪蒸工艺

《Energy & Environmental Science》：Unveiling the single-solvent vacuum-flash process for high-efficiency perovskite solar cells

高效钙钛矿太阳能电池的突破性进展源于单溶剂真空闪蒸法（SSVF），该方法通过优化溶剂蒸发动力学在低温真空环境下制备出低陷阱密度、高结晶度的钙钛矿薄膜，使认证后的光电转换效率达26.39%，并实现千小时超94%的初始效率保持率。

　　

具有低陷阱密度的高结晶度钙钛矿薄膜是实现高性能钙钛矿太阳能电池（PSCs）的先决条件。在这里，我们提出了一种简单的单溶剂真空闪蒸（SSVF）方法，使用简化的单溶剂前驱体系（例如：N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAC）和γ-戊内酯（GVL））来制备高质量的钙钛矿薄膜。通过在前驱体湿膜上创建低温（LT）和真空环境，SSVF方法能够精确控制溶剂蒸发过程，从而形成具有低陷阱密度的高致密钙钛矿薄膜。采用这种方法制备的PSCs实现了26.93%的峰值光电转换效率（PCE），以及26.78%的认证PCE（认证稳态效率为26.39%）。这一性能在所有基于真空闪蒸（VF）的技术中属于最高水平之一。此外，由于通过SSVF方法制备的钙钛矿薄膜具有更好的相稳定性，因此所得PSC表现出优异的运行耐久性，在连续运行1000小时后仍能保持超过94%的初始效率。