成会明院士Nature子刊综述：溶液法制备大面积钙钛矿组件的结晶生长动力学调控
成会明院士Nature子刊综述：溶液法制备大面积钙钛矿组件的结晶生长动力学调控
钙钛矿太阳能电池作为新一代光伏技术的代表，近年来发展迅猛。然而，如何制备高质量的大面积钙钛矿组件仍是产业化道路上的一大挑战。近日，深圳理工大学成会明院士团队在Nature子刊上发表综述文章，系统阐述了通过调控结晶生长动力学过程制备高质量钙钛矿薄膜的关键技术，为推动钙钛矿光伏组件走向实用化提供了重要参考。
钙钛矿太阳能电池自2009年首次被报道以来，其光电转换效率从最初的3.8%迅速提升至超过26.7%。钙钛矿材料独特的光学和电学性质使其在高效、轻薄、柔性及低成本等方面展现出巨大潜力。然而，大面积钙钛矿组件的良率低和稳定性差等问题限制了其实用化进程。
近日，深圳理工大学成会明院士、白杨教授和英国萨里大学张伟教授等人系统性研究了刮涂法或狭缝涂布法制备大面积钙钛矿光伏组件的结晶生长动力学过程。研究表明，快速形成大量晶核是提高大面积钙钛矿薄膜均匀性、平整性和致密性的关键，而缓慢结晶生长则是提高大面积钙钛矿薄膜晶体质量的关键。
图1. 基于刮涂和狭缝涂布制备的钙钛矿组件效率和稳定性的进展
通过分析晶体成核和生长的动力学过程，研究团队发现影响晶体成核和生长的关键因素为温度、浓度和界面能。基于这三个关键因素，研究团队针对当前的结晶生长动力学调控策略进行了分类总结和讨论。
图2.钙钛矿结晶生长动力学的关键因素分析
研究团队还指出了未来大面积钙钛矿薄膜结晶生长调控的研究方向，包括开发新型前驱体材料、优化涂布工艺参数、引入界面工程等。这些研究方向有望进一步提升钙钛矿薄膜的质量和组件的稳定性。
这篇及时的综述为钙钛矿光伏社区提供了独特的视角，并为推动大面积钙钛矿光伏组件走向实用化进程提供了独特的见解。
文献信息
Manipulating the crystallization kinetics of halide perovskites for large-area solar modules. Wang, Z., Duan, X., Zhang, J. et al. Manipulating the crystallization kinetics of halide perovskites for large-area solar modules. Commun Mater 5, 131 (2024).
DOI:10.1038/s43246-024-00566-5
https://www.nature.com/articles/s43246-024-00566-5