近日，化工学院段加龙副教授（学术教授）在全无机钙钛矿太阳能电池领域取得最新进展，相关成果以“Solution microcrystal enables a high-quality CsPbIBr2 film to minimize intragranular charge recombination for air-stable, carbon-based photovoltaics”为题发表在国产旗舰期刊SCIENCE CHINA Materials上（中科院Top一区）。
背景介绍：
近年来，钙钛矿太阳能电池迅猛发展，其光电转化效率已由最初的3.8%提升至25.7%，其中，全无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池因其优异的稳定性备受关注。然而，由于卤化物钙钛矿材料的软晶格特性，在其薄膜制备过程中不可避免的产生大量的缺陷态，极大限制了电池效率的进一步提升。因此，如何有效地降低缺陷态密度、稳定晶格结构并抑制载流子复合对于提升全无机混合卤素钙钛矿太阳能电池器件的光伏性能至关重要。
成果简介：
该工作通过调控钙钛矿前驱体溶液的温度大幅改善了钙钛矿薄膜质量。系统表征和测试表明，与常温钙钛矿前驱体溶液不同，钙钛矿前驱体溶液在高温条件下会产生尺寸约为一微米以上的稳定微晶，能够促进钙钛矿中间相的自发成核并实现薄膜的择优生长。薄膜质量优化后，由于缺陷态减少和晶粒尺寸增加，光生电荷能够快速地在大晶粒内部传输，降低晶粒内部的非辐射复合以及辐射复合，将电池效率提升至11.12%，明显高于未优化器件的8.51%。尤为重要的是，优化器件表现出非常优异的空气稳定性和高温稳定性。
该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金云南联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、广东省杰出青年基金等项目的支持。硕士生闫福日为第一作者，化工学院段加龙副教授（学术教授）、唐群委教授为通讯作者。
文章链接：
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-022-2199-5
