化學所宋延林Small Methods：效率24.10%！惰性溶劑調控前驅體粘度用高效刮涂法制備鈣鈦礦太陽能電池

發表時間：2025-02-26 11:00

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中國科學院化學研究所宋延林教授和喬雅麗教授帶領其團隊聚焦于金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的研究領域。PSCs正逐漸成為有望用于綠色能源生產的下一代光伏電池的候選者。然而，在溶液法成膜過程中，與旋涂法相比，刮涂法獨特的流變行為使得結晶過程更難以控制，從而導致薄膜質量較差，也限制了刮涂法制備的光伏電池的光電轉換效率（PCE）。

在此背景下，團隊開創性地將乙二醇（EG）作為一種惰性共溶劑引入到鈣鈦礦前驅體溶液中，這一創新性舉措在鈣鈦礦太陽能電池溶液法成膜工藝中尚屬首次，為制備高質量的鈣鈦礦薄膜開辟了全新路徑。乙二醇的高粘度有助于沉積厚度在400至2000納米之間的厚鈣鈦礦薄膜，而其低蒸氣壓能有效地抑制在真空閃蒸前的過早成核現象，從而得到形貌更佳的薄膜。得益于團隊將乙二醇（EG）創新引入鈣鈦礦前驅體溶液這一研究成果，刮涂法制備的鈣鈦礦太陽能電池實現了令人矚目的24.10%的高效光電轉換效率，并且在連續運行600小時后仍能保持初始效率的89%。

中國科學院化學研究所宋延林教授和喬雅麗教授團隊的這一研究，不僅為當下鈣鈦礦太陽能電池的發展提供了重要的技術路徑和參考依據，更為后續大規模、高效率的鈣鈦礦太陽能電池工業化生產奠定了堅實基礎，有望在推動綠色能源中發揮關鍵作用。

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