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南京大学谭海仁教授团队,时隔1个月,Nature之后,再发Nature Energy​!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-11-16 08:06
    

主要观点总结

本文介绍了一种由DMSO、ACN和EtOH组成的绿色溶剂体系,用于制备宽带隙钙钛矿薄膜。该溶剂体系解决了传统DMF和DMSO溶剂的问题,具有环保和安全性高的特点。使用这种溶剂体系,作者成功制备了高效率的宽带隙钙钛矿太阳能电池,并展示了其在大规模生产中的可行性。同时,该溶剂体系也适用于窄带隙钙钛矿太阳能电池的制备,为钙钛矿叠层器件的规模化生产提供了可能性。

关键观点总结

关键观点1: 绿色溶剂体系由DMSO、ACN和EtOH组成,解决了传统DMF和DMSO溶剂的问题。

这种溶剂体系具有环保和安全性高的特点,能够有效溶解宽带隙钙钛矿的前驱体,保证钙钛矿太阳能电池的制作质量。

关键观点2: 使用绿色溶剂体系成功制备了高效率的宽带隙钙钛矿太阳能电池。

作者使用这种溶剂体系制备的宽带隙钙钛矿太阳能电池的效率达到了19.6%和21.5%,并且展示了其在大规模生产中的可行性。

关键观点3: 绿色溶剂体系也适用于窄带隙钙钛矿太阳能电池的制备。

这种溶剂体系为钙钛矿叠层器件的规模化生产提供了可能性,全钙钛矿叠层模块的效率达到了23.8%,并且展现出优异的稳定性。


文章预览

使用绿色溶剂放大制造用于叠层太阳能电池的宽带隙钙钛矿 宽带隙(WBG)钙钛矿(带隙范围1.65-1.80 eV)在钙钛矿叠层太阳能电池中至关重要,与窄带隙吸收材料(如晶体硅、铜铟镓硒或其他钙钛矿)结合,可提高效率。然而,目前用于WBG钙钛矿制备的溶剂(如DMF和DMSO)存在问题DMF有毒且不适合大规模生产,而纯DMSO虽环保,但其低蒸汽压限制了均匀大面积薄膜的制备。因此, 需要开发绿色溶剂体系,以解决WBG钙钛矿中铯(Cs⁺)和溴(Br⁻)盐的低溶解性,同时确保高结晶性和均匀性 。CHEM21标准将溶剂按安全性和环保性分为推荐、问题、危险和高危类别(图1a)。DMF等有毒溶剂被归为高危,应避免使用;而DMSO和乙腈(ACN)被推荐为绿色溶剂,前者溶解钙钛矿前驱体,后者通过高蒸发速率加速结晶。此外,研究表明,ACN与DMSO组合的溶剂体系在单结钙 ………………………………

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