胡敏&魯建峰AFM：全氣相沉積FACs-鈣鈦礦太陽能模組實現>19%的功率轉換效率

鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）商業化的關鍵要求之一是采用可擴展技術以可重復的方式制備高效率的鈣鈦礦太陽能模組（PSMs）。盡管全氣相沉積工藝在研究和工業領域極具吸引力，但高效率模組的展示仍鮮有報道。

本文武漢紡織大學胡敏和武漢理工大學魯建峰等人提出了一種全氣相沉積技術，用于制備活性面積為10.0 cm2、功率轉換效率超過19%的PSMs。這一性能得益于化學氣相沉積鈣鈦礦薄膜的高質量，而薄膜質量受空穴傳輸層（HTL）的顯著影響。研究引入了一種基于（2-（芘-1-基）乙基）膦酸的HTL，該材料能夠維持氣相-固相反應的最佳動力學，并形成晶粒尺寸約為1 μm、無孔洞的鈣鈦礦薄膜。除常規PSMs外，該全氣相沉積策略還用于制備效率達17.5%的半透明模組。

此外，這些全氣相沉積模組在連續運行1000小時后仍保持>85%的初始效率。

研究亮點：

1. 首創全氣相沉積鈣鈦礦模組工藝：實現了活性面積為10.0 cm2的鈣鈦礦太陽能模組，效率突破19%，展示了全氣相沉積技術在大面積、高效率模組制備中的可行性與優勢。

2. 新型HTL材料Py3提升性能與穩定性：采用（2-（芘-1-基）乙基）膦酸（Py3）作為HTL，顯著優化鈣鈦礦結晶動力學，形成大晶粒、低缺陷薄膜，器件效率與穩定性顯著優于傳統2PACz材料。

3. 半透明模組與疊層應用潛力：成功制備效率達17.5%的半透明模組，并展示其與硅底電池組成四端疊層電池的潛力，最高效率達28.3%，拓展了其在透明光伏與疊層器件中的應用前景。

P. Hou, S. Hu, J. Pan, et al. “ All-Vapor-Deposited FACs-Perovskite Solar Modules with Power Conversion Efficiency of >19%.” Adv. Funct. Mater. (2025): e25366.

https://doi.org/10.1002/adfm.202525366

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