暨南大學(xué)AOM：水溶液制備鈣鈦礦中的中間相輔助結(jié)晶實(shí)現(xiàn)有效鉛鹽管理

幾乎所有制備鈣鈦礦太陽能電池的常見溶劑已被證明對人體有毒性或?qū)Νh(huán)境不友好。即使是綠色溶劑DMSO也被認(rèn)為對人體有害。限于鈣鈦礦需要在手套箱中制備的特點(diǎn)，脫離手套箱并調(diào)控水溶液制備PSCs中的鉛鹽沉積仍是重大挑戰(zhàn)。

鑒于此，2025年11月20日，暨南大學(xué)陳科&謝偉廣攜手北京航空航天大學(xué)羅德映、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)胡芹共同提出一種基于Pb(NO3)2水溶液的中間相結(jié)晶調(diào)控策略有效地實(shí)現(xiàn)了水相鉛鹽Pb(NO3)2的均勻沉積并實(shí)現(xiàn)后體鉛鹽的高效管理。研究團(tuán)隊(duì)向Pb(NO3)2水溶液中摻雜RbCl以獲得帶有中間相Pb(NO3)2·RbCl的Pb(NO3)2薄膜，這種中間相有利于在Pb(NO3)2轉(zhuǎn)化為PbI2后打開八面體結(jié)構(gòu)，完成A位大陽離子的插入，并調(diào)控鈣鈦礦的晶體生長。此外，預(yù)埋入晶格的RbCl還可以將薄膜中殘余的PbI2固定為非活性的(PbI2)2RbCl，從而抑制薄膜中過量的PbI2引起的離子遷移。

最后，摻雜RbCl的Pb(NO3)2水溶液制備出的PSCs穩(wěn)定性大幅提升，并獲得了22.75%的光電轉(zhuǎn)化效率和82.62%的填充因子，這是所有利用水溶液Pb(NO3)2前體制備PSCs中最高的FF。

研究亮點(diǎn)：

1、報(bào)道了一種簡單、綠色、高重復(fù)性的摻雜策略，用于在手套箱外使用水溶液沉積鉛鹽。

2、Pb(NO3)2與RbCl形成中間相使得能夠自發(fā)調(diào)節(jié)鈣鈦礦結(jié)晶，從而顯著提高膜質(zhì)量。該中間相還可以在Pb(NO3)2向PbI2的轉(zhuǎn)變過程中與過量PbI2反應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)化為非活性的中間相(PbI2)2RbCl，增強(qiáng)穩(wěn)定鈣鈦礦的長期穩(wěn)定性。

3、迄今為止，在水處理的PSC中，制造的PSC表現(xiàn)出最高的FF。

Z. Wang, J. Luo, D. Luo, et al. “ Towards Intermediate Phase-Assisted Perovskite Crystallization via Aqueous Solution for High-Performance Solar Cells.” Adv. Optical Mater. (2025): e02995.

https://doi.org/10.1002/adom.202502995

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