利用同轴种子生长技术制备高效FAPbI3钙钛矿太阳能电池

《ChemSusChem》：Homoepitaxial Seed-Mediated Growth for High-Efficiency FAPbI3 Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池通过环己胺修饰的FAPbI3/CsPbI3纳米晶种子实现高效制备，其晶格匹配性促进均匀生长，降低缺陷密度，使转换效率提升至25.55%，并保持三个月内92.4%的稳定性。

　　

摘要

种子介导的生长已成为制备高效钙钛矿太阳能电池（PSCs）的关键策略，尤其是当使用具有相同结构配置的钙钛矿纳米晶体（PNCs）作为种子时。尽管均匀的种子介导生长被认为是一种可行且有效的策略，但关于用作种子的优质PNCs的研究仍然有限，这主要受到基于碘的钙钛矿PNCs固有稳定性较差的限制。为了解决这一挑战，我们引入了环己胺（CA）分子来提高FAPbI₃和CsPbI₃ PNCs的稳定性和光学性能，从而使其能够作为制备FAPbI₃钙钛矿薄膜的替代种子候选材料。具有相同组成的PNCs（FAPbI₃ PNCs）能够实现完全晶格匹配的均匀生长，从而促进制备出高质量钙钛矿薄膜，这些薄膜具有更大的晶粒尺寸、更低的缺陷密度以及更有利的能级对齐。因此，所得PSCs的功率转换效率（PCE）从22.35%提升到了25.55%。此外，制备的PSCs的稳定性也得到了提高，在常温空气中储存3个月后仍保持了92.4%的初始效率。这一策略不仅有助于制备高质量的钙钛矿薄膜，还为钙钛矿光伏领域设计高性能的种子诱导生长系统提供了有前景的途径。

图形摘要

本研究使用环己胺修饰的FAPbI₃和CsPbI₃纳米晶体作为FAPbI₃薄膜的种子来制备钙钛矿太阳能电池（PSCs）。晶格匹配的FAPbI₃纳米晶体不仅能够实现外延生长，还能降低钙钛矿薄膜内的晶格应变和缺陷密度。结果，PSCs的功率转换效率达到了25.55%。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向相应作者提出合理请求后获得。