Credit:Christiane Kunath来自应用物理研究所(IAP)和德累斯顿大学(TU Dresden)的先进电子技术中心(cfaed)的研究人员开发了一种高效钙钛矿太阳能电池可重复制造的通用方法。他们的研究发表在著名的《自然通讯》杂志上。Perovskites是19世纪初首次报道的一类材料，2009年被“重新发现”为太阳能电池发电的可能候选材料。从那以后，他们在光伏研究领域掀起了风暴，以前所未有的速度达到了创纪录的效率。这种进步如此之快，以至于到2021年，仅仅经过十多年的研究，他们已经实现了与传统硅器件相似的性能。使钙钛矿特别有前途的是y能被创造的方式。当硅基器件很重并且需要高温来制造时，钙钛矿器件可以很轻并且以最小的能量投入来形成。正是这种结合——高性能和简易制造——激发了研究界。
随着钙钛矿光伏电池的性能飞速上升，留下的是制造商业可行技术所需的一些支持性发展。一直困扰钙钛矿发展的一个问题是器件的可重复性。虽然一些光伏器件可以制造出所需的性能水平，但以完全相同的方式制造的其他器件的效率往往明显较低，这令研究界感到困惑和沮丧。
最近，来自Yana Vaynzof教授新兴电子技术组的研究人员发现，在per ovskite薄膜形成过程中发生的基本过程强烈影响光伏器件的再现性。当从溶液中沉积钙钛矿层时，将反溶剂滴到钙钛矿溶液上以触发其结晶。“我们发现钙钛矿暴露在反溶剂中的持续时间对最终器件性能有显著影响，这一变量迄今为止在该领域一直未被注意到。”瓦因佐夫集团的博士后研究员、这项研究的第一作者亚历山大·泰勒博士说。这与某些反溶剂可能至少部分溶解钙钛矿层的前体，从而改变其最终组成的事实有关。此外，反溶剂与钙钛矿溶液溶剂的混溶性影响其触发结晶的功效。”
这些结果表明，当研究人员制造光伏器件时，反溶剂步骤中的差异可能会导致观察到的性能不可再现性。更进一步，作者测试了各种潜在的反溶剂，并表明通过控制这些现象，他们可以从几乎每个测试的候选物中获得尖端性能。“通过确定影响钙钛矿活性层质量的关键反溶剂特性，我们还能够预测新反溶剂的最佳工艺，从而消除了该领域常见的繁琐的试错优化。”cfaed混合材料运输小组组长、该研究的贡献者Fabian Paulus博士补充道。
“我们研究的另一个重要方面是，我们证明了反溶剂的最佳应用如何显著拓宽钙钛矿光伏器件的工艺可行性窗口，”领导这项工作的瓦因佐夫教授指出。“我们的结果为钙钛矿研究界提供了宝贵的见解，这是将这项有前途的技术转化为商业产品所必需的。”
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