【摘 要】
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全无机钙钛矿由于其优异的热稳定性,是极具吸引力的新一代太阳电池材料。然而,由于全无机钙钛矿结晶易受水汽抑制,导致结晶难以完成并发生晶体降解,因此高性能全无机钙钛矿太阳电池常局限在惰性环境手套箱中制备,这严重限制了全无机钙钛矿太阳电池在大气中高通量大规模生产和未来商业化应用。针对以上的关键科学问题,本论文展开了以下工作:1.通过空气流辅助结晶实现了高质量CsPbI2Br钙钛矿薄膜在大气中的刮涂制备。
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全无机钙钛矿由于其优异的热稳定性,是极具吸引力的新一代太阳电池材料。然而,由于全无机钙钛矿结晶易受水汽抑制,导致结晶难以完成并发生晶体降解,因此高性能全无机钙钛矿太阳电池常局限在惰性环境手套箱中制备,这严重限制了全无机钙钛矿太阳电池在大气中高通量大规模生产和未来商业化应用。针对以上的关键科学问题,本论文展开了以下工作:1.通过空气流辅助结晶实现了高质量CsPbI2Br钙钛矿薄膜在大气中的刮涂制备。研究发现空气流加速溶剂挥发,克服了大气中的水分对CsPbI2Br钙钛矿结晶过程的干扰,从而得到了光滑致密无孔洞的高质量CsPbI2Br钙钛矿薄膜,太阳电池光电转换效率达到14.64%,媲美采用传统方法在惰性环境手套箱中旋涂制备的器件。2.提出气流辅助和原位钝化相结合的新策略,首次实现了稳定高效CsPbI3太阳电池在大气中的全印刷制备。研究发现气流有助于加速CsPbI3结晶,克服了大气中水蒸汽的干扰;进一步引入微量的小分子添加剂Zn（C6F5）2,有效地对快速结晶过程中形成的缺陷实现了原位钝化,并有效减少了钙钛矿与电子传输层SnO2之间的界面势垒,从而全印刷制备出光电转化效率高达19.00%的CsPbI3太阳电池,处于当时同类电池的最高效率之列。
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