有机钙钛矿光伏技术团队在刮刀涂布钙钛矿光伏研究方面取得最新进展

近日，我院有机钙钛矿光伏技术团队在刮刀涂布钙钛矿光伏研究方面取得最新进展，相关工作“Oxidization strategy of coordinating solvents mitigates composition segregation in perovskite”以河北大学为第一单位发表在国际期刊《Nano Energy》（2025,DOI:10.1016/j.nanoen.2025.110717）。硕士研究生刘旭东、焦学纬、尹松为论文共同第一作者，孔伟光教授和杨少鹏教授为共同通讯作者。

金属卤化物钙钛矿晶格结构中卤素肖特基缺陷的存在降低了离子迁移的活化能。本项研究以组分为MAPbI₃的钙钛矿为原型，研究了卤素离子相关点缺陷的来源和抑制机制。研究结果表明，原始配位溶剂的使用使得MA⁺-PbI₃^-或MAI-PbI₂空间分离是导致碘肖特基缺陷的主要原因。该工作通过引入氧化配位溶剂（o-NMP），最终使得MAI和PbI₂可以在溶液中进行可逆的原位氧化还原反应。

团队还揭示了配位溶剂与MHP中组分偏析之间的关系，证明了配位溶剂甚至可以诱导单相MHP中的组分偏析，同时还展示了高效和稳定的MHP前体溶液配方的设计。对具有弱氧化能力的配位溶剂进行了仔细的优化，提出了抑制富PbI₂中间相的形成并使得MHP能够在溶剂的帮助下实现原位晶粒生长。此外，观察到含有氧化的NMP作为配位溶剂的稳定且有效的前体溶液，能够更容易且规模化地制造高效的聚乙烯。MAPbI₃基钙钛矿的PSC在接近温和的环境条件下，湿度超过40%，PCE为22.22%，V_OC为1.2 V。根据相同策略的影响，FA_0.7MA_0.3PbI₃PSC最终实现了23.9%的创纪录效率。这两项成就代表了在类似制造条件下刮刀涂布PSC社区的最新性能。

另外，PSCs在阳光照射、外部电场和水分渗透等方面均表现出更好的稳定性。

以上工作得到了国家自然科学基金(No. 62274055 , No. 61904048)、河北省自然科学基金、河北省重点研发计划（No. F2021201017）等项目的资助，以及河北大学物理学院公共测试中心的大力支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110717