低吸湿性溶剂可实现高效钙钛矿太阳能电池的室温涂层工艺

《Nature Communications》：Low-hygroscopic solvents enable ambient blade coating of efficient perovskite solar cells

　　

摘要

要实现高效钙钛矿太阳能电池的规模化生产，就需要在常压环境下对钙钛矿层以及其他功能层进行涂覆处理，这些功能层包括有机铵卤化物表面钝化层和自组装单分子层。然而，有机铵碘化物和自组装单分子层具有很强的吸湿性，容易发生水解和脱附现象，而且它们通常是由具有吸湿性的醇类物质制成的。因此，尽管在规模化生产中这一涂覆工艺非常重要，但针对这类易受湿度影响的界面层的常压涂覆方法至今仍很少被报道。在此，我们提供了一种适用于涂覆吸湿性有机铵卤化物和自组装单分子层的低吸湿性溶剂体系。该体系将醇类与低极性烷烃混合使用，醇类用于溶解功能材料，而烷烃则能在常压涂覆过程中抑制水分吸收。通过全面的化学和光电特性分析，证实这种低吸湿性溶剂体系是一种适用于在高湿度环境下涂覆钝化层和自组装单分子层的通用方法。那些经过空气辅助涂覆自组装单分子层、钙钛矿层及钝化层的太阳能电池，即使在80%的相对湿度条件下制造，其转换效率也能达到26.1%，且几乎不会下降。这项工作为在常压空气中实现钙钛矿光伏电池的规模化生产解决了最为棘手的问题之一。