近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究團隊在印刷制備鈣鈦礦光伏器件方面取得新進展。
金屬有機—無機雜化鈣鈦礦材料因其出色的光電性能成為鈣鈦礦太陽能電池的關(guān)鍵組成部分。然而，相比于旋涂制備，印刷方法涂膜過程中的流變學(xué)行為更為復(fù)雜，對薄膜結(jié)晶過程缺乏精細調(diào)控，導(dǎo)致薄膜形貌較差，進而限制了印刷制備的光伏器件光電轉(zhuǎn)換效率的提升。因此，設(shè)計適用于印刷制備的鈣鈦礦前驅(qū)體墨水對提升器件性能有著重要的意義。
該團隊通過在鈣鈦礦前驅(qū)體墨水中設(shè)計制備各向異性的鈣鈦礦膠束，刮涂制備了高效的鈣鈦礦光伏器件。相比于各向同性的球形膠束，各向異性的橢球形膠束在膠束間范德華力和涂膜彎液面中的液流的共同作用下，在所沉積的薄膜中展現(xiàn)出取向更好的堆積方式，提升了刮涂制備鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。基于各向異性膠束的前驅(qū)體溶液制備的鈣鈦礦光伏器件在孔徑面積為0.09平方厘米和13.94平方厘米的孔徑面積分別實現(xiàn)了24.31%和21.67%的光電轉(zhuǎn)換效率。
該工作展示了針對印刷制備方法設(shè)計鈣鈦礦前驅(qū)體墨水的重要性，并揭示了前驅(qū)體溶液中膠束行為對所成薄膜的影響規(guī)律，為印刷制備高性能鈣鈦礦光伏器件提供了新思路。
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