近日，耀途天使轮项目无限光能联合创始人兼首席科学家、清华大学电机系易陈谊团队提出了一种可重复蒸发的熔盐策略，用于制备高效钙钛矿太阳能电池。该工艺显著提升了真空蒸镀法制备钙钛矿电池的重复性和可应用的钙钛矿材料范围。相关成果发表在Advanced Functional Materials上。
真空气象沉积可以实现大面积均匀沉积薄膜，且可避免使用有毒有害的有机溶剂，被认为是一种规模化制备大面积高效率钙钛矿太阳能电池最具潜力的工艺，然而，金属卤化物粉末的导热性差会导致不利的温度不均匀性，从而增加真空热蒸发设备的控制难度，对钙钛矿薄膜的可重复沉积构成较大挑战，特别是多元共蒸发。
而易陈谊团队利用熔融盐蒸发法成功制备了高效率的无甲胺钙钛矿电池：利用组分为CsxFA1-xPbI3的窄带隙（1.53eV）电池实现了23.95%（0.1cm2）和23.30%（1cm2）的最高光电转化效率。
在此基础上，通过进一步掺入溴化铅，还可以制备不同带隙的钙钛矿，基于带隙分别为1.55eV、1.60eV和1.65eV的钙钛矿，分别实现了24.36%、22.99%和21.92%的电池效率。未封装的电池显示出优异的光稳定性和湿热稳定性。 相关研究成果将助力钙钛矿太阳能电池的大规模生产和应用。
相关成果以“Molten salt strategy for reproducible evaporation of efficient perovskite solar cells”为题发表在国际学术期刊《Advanced Functional Materials》上。
对于商业化量产来说，该方法尤为重要，它不仅极大的提高了生产良率，同时大大降低气象沉积工艺控制难度、提升了生产效率、降低了设备投资成本。
图1：传统的多源共蒸法与熔融盐法蒸镀的工艺对比与实验重复性对比
图2：有限元分析仿真熔融盐与碘化铅粉末受热过程
图3. 钙钛矿薄膜与器件的测试与表征
图4. 钙钛矿电池效率与稳定性测试
论文地址:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202211232
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