Thin single crystal perovskite solar cells to harvest below-bandgap light absorption
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2017
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Sensitive X-ray detectors made of methylammonium lead tribromide perovskite single crystals
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2016
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Electron-hole diffusion lengths exceeding 1 micrometer in an organometal trihalide perovskite absorber
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2013
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
High efficiency Pb-In binary metal perovskite solar cells
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2016
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Organometal halide perovs-kites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells
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2009
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Self-elimination of intrinsic defects improves the low-temperature performance of perovskite photovoltaics
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2020
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
Recent progress of inorganic perovskite solar cells
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2019
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
All-inorganic perovskite solar cells
2016
Review on practical interface engineering of perovskite solar cells: From efficiency to stability
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... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
Investigation of CH3 NH3 -PbI3 degradation rates and mechanisms in controlled humidity environments using in situ techniques
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2015
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
Transformation of sintered CsPbBr3 nanocrystals to cubic CsPbI3 and gradient CsPbBrx 3- x
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2016
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Polar solvent induced lattice distortion of cubic CsPbI3 nanocubes and hierarchical self-assembly into orthorhombic single-crystalline nanowires
2018
Surface passivation engineering strategy to fully-inorganic cubic CsPbI3 perovskites for high-performance solar cells
1
2018
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
All-inorganic CsPbBr3 perovskite solar cell with 10.26% efficiency by spectra engineering
1
2018
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
High defect tolerance in lead halide perovskite CsPbBr3
2017
Crystal growth of the perovskite semiconductor CsPbBr3 : A new material for high-energy radiation detection
2013
In situ fabricated perovskite nanocrystals: A revolution in optical materials
2018
How important is the organic part of lead halide perovskite photovoltaic cells? Efficient CsPbBr3 cells
1
2015
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Bandgap-tunable cesium lead halide perovskites with high thermal stability for efficient solar cells
3
2016
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... [19 , 22 ].近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... [19 , 23 ~26 ].但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Temperature-assisted crystallization for inorganic CsPbI2 Br perovskite solar cells to attain high stabilized efficiency 14.81%
2018
Cesium lead halide perovskites with improved stability for tandem solar cells
1
2016
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Thermochromic halide perovskite solar cells
5
2018
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... [22 ].因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
... [22 , 35 ]. ...
... [
22 ]
Fig.2 ![]()
CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
All-vacuum-deposited stoichiometrically balanced inorganic cesium lead halide perovskite solar cells with stabilized efficiency exceeding 11%
1
2017
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
Precursor engineering for all-inorganic CsPbI2 Br perovskite solar cells with 14.78% efficiency
2018
Controlled n-doping in air-stable CsPbI2 Br perovskite solar cells with a record efficiency of 16.79%
2020
High-performance CsPbIx Br3-x all-inorganic perovskite solar cells with efficiency over 18% via spontaneous interfacial manipulation
4
2020
... 作为第三代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是目前最具潜力的光伏发电技术之一.铅卤钙钛矿材料具有优异的光电化学性能和电学性能，如高光吸收系数[1 ] 、低的激子结合能[2 ] 、长的电荷载流子扩散长度[3 ] 、高的缺陷容忍度[4 ] 等.钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从2009年首次报道的3.8%提高到目前的25.2%[5 , 6 ] .虽然太阳能电池的效率迅速提高，但是其稳定性问题仍然不容忽视.对于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，甲胺离子(MA+ )、甲脒离子(FA+ )等有机组分的引入能提高其对水分的抵抗能力，但是有机阳离子易挥发、热稳定性差不利于其商业化[7 ~10 ] .无机钙钛矿太阳能电池中的CsPbI3 材料带隙(1.73 eV)窄，适合用作钙钛矿太阳能电池的光吸收层，但是具有光学活性的α 相(黑相)在室温容易转变为非光学活性的δ 相(黄相)[11 ~13 ] ；同时，虽然CsPbBr3 的湿度稳定性良好，但是宽带隙(2.3 eV)严重影响其对可见光的吸收[14 ~18 ] .以CsPbI2 Br为代表的混合卤化物钙钛矿具有合适的带隙(1.92 eV)[19 ~21 ] ，用Br- 部分代替I- 能很好地平衡光吸收和湿度稳定性，在串联电池和半透明光伏器件方面的应用有较大的潜力[19 , 22 ] .近年来CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池发展迅速，能量转换效率(PCE)已达到18.06%(图1 )[19 , 23 ~26 ] .但是CsPbI2 Br在水汽环境中易发生相变而失去光学活性，从而影响器件的光电性能[22 ] .因此，近年来国内外许多研究团队致力于提高CsPbI2 Br钙钛矿太阳能电池的稳定性. ...
... 钙钛矿太阳能电池具有“三明治”结构，各层之间的接触界面有大量的缺陷和空位，为金属电极、卤化物离子的迁移以及水分的入侵提供了通道，产生严重的非辐射复合损失而降低器件的光电性能
[83 ~88 ] .在CsPbI
2 Br无机钙钛矿太阳能电池中水分子通过与钙钛矿薄膜表面的接触引起薄膜相变，降低器件的性能.因此，在钙钛矿太阳能电池结构中引入新的界面层可阻挡水分子的入侵和钝化表面和晶界的缺陷.与其他类型的钙钛矿不同，目前用于CsPbI
2 Br钙钛矿界面优化的钝化材料较少.Lin等
[89 ] 将三氧化钼插入spiro-OMeTAD与Ag电极之间，电池的结构如
图5 a所示.MoO
3 层的插入抑制了卤素离子向电极迁移，使器件的稳定性提高.但是，未封装器件在环境空气中120 min后的PCE只剩下初始值的63%，因为空气中的水分使器件的稳定性降低.Fu等
[90 ] 将六边形碲化铋纳米片插入CsPbI
2 Br与spiro-OMeTAD层之间形成了“FTO/c-TiO
2 /m-TiO
2 /CsPbI
2 Br/Bi
2 Te
3 /spiro-OMeTD/Ag”结构.经过Bi
2 Te
3 处理的钙钛矿薄膜上表面的SEM照片，如
图5 b所示.Bi
2 Te
3 均匀覆盖在钙钛矿薄膜表面减少了界面的缺陷态且阻挡了碘离子的迁移和水分的进入，使器件的光电性能和稳定性提高.插入Bi
2 Te
3 层的未封装器件在室温下放置50 d后其PCE保持初始值的70%，而未插入碲化铋层的未封装器件在大约20 d后其PCE衰减为0.
图5 插入MoO<sub>3</sub>界面层的平面型CsPbI<sub>2</sub>Br无机钙钛矿太阳能电池的结构原理图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R89">89</xref>]</sup>、沉积不同厚度碲化铋纳米片的钙钛矿薄膜SEM图像以及SIM法合成2D/3D钙钛矿的工艺流程<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R26">26</xref>]</sup> Schematic architecture of CsPbI<sub>2</sub>Br planar IPSCs inserted into MoO<sub>3</sub> interface layer<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R89">89</xref>]</sup> (a), SEM images of a) CsPbI<sub>2</sub>Br/BT1, b) CsPbI<sub>2</sub>Br/BT2 and c) CsPbI<sub>2</sub>Br/BT3 films<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R90">90</xref>]</sup> (b) and process of synthesis 2D/3D perovskite by SIM method<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R26">26</xref>]</sup> (c) Fig.5 ![]()
Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
... [
26 ] (c)
Fig.5 ![]()
Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
... 在2D钙钛矿中铅卤八面体排列形成的层状结构之间插入有机胺长链大分子，使薄膜具有优异的水稳定性.近年来，将2D结构的钙钛矿沉积在3D钙钛矿薄膜表面，既提高了钙钛矿膜的疏水性能又钝化了界面缺陷.目前应用于无机钙钛矿中的报道较少，而用于杂化钙钛矿的研究较多.例如，Liu等[94 ] 将2D钙钛矿(FEA)2 PbI4 沉积在3D钙钛矿表面，制备出具有高疏水性能的双层钙钛矿.氟苯单元的引入改善了空穴的提取性能，抑制了层间离子迁移.Zhu等[26 ] 报道了一种在CsPbI2 Br 3D钙钛矿表面自发形成2D钙钛矿的SIM方法，工艺流程如图5 c所示.在钙钛矿前驱体中加入溴化胍(GABr)，在结晶过程中GA+ 被推至膜表面与不饱和Pb结合生成超薄2D钙钛矿GA2 PbI4 ，避免了常规钝化法使用弱极性溶剂对3D钙钛矿的损伤和生成不可控的界面缺陷.用SIM法生成的2D钙钛矿钝化了界面缺陷，并提高了钙钛矿薄膜的疏水性能.将2D钙钛矿与3D钙钛矿结合提高水稳定性的方法，是将2D钙钛矿加入3D钙钛矿前驱体中作添加剂制备2D/3D混合维度钙钛矿，作为钝化层沉积在钙钛矿表面；也有人提出降低无机钙钛矿的维度制备2D Ruddlesden-Popper型(RP型)钙钛矿.Wang等[95 ] 用固体法合成全无机RP相卤化铅钙钛矿Cs2 PbI2 Cl2 ，在极端条件下比杂化钙钛矿表现出了更高的稳定性. ...
Progress in tailoring perovs-kite based solar cells through compositional engineering: Materials properties, photovoltaic performance and critical issues
1
2018
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Stability of all-inorganic perovskite solar cells
1
2020
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Stability and performance of CsPbI2 Br thin films and solar cell devices
1
2018
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Ab initio molecular dynamics simulations of methylammonium lead iodide perovskite degradation by water
1
2015
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Investigation of CH3 NH3 PbI3 degradation rates and mechanisms in controlled humidity environments using in situ techniques
1
2015
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Solid state transformation of the crystalline monohydrate (CH3 NH3 )PbI3 (H2 O) to the (CH3 NH3 )PbI3 per-ovskite
1
2015
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Alkylammonium lead halides. Part 1. Isolated PbI6 4- ions in (CH3 NH3 )4 PbI6 ·2H2 O
1987
Exploring thermochromic behavior of hydrated hybrid perovskites in solar cells
1
2015
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
Inorganic caesium lead iodide perovskite solar cells
1
2015
... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池长时间暴露在热、水汽或光照下会很快分解[27 ] ，用Cs+ 替换无机钙钛矿太阳能电池中的有机阳离子(MA+ ，FA+ )使其具有较好的热稳定性[28 ] .但是，无机钙钛矿材料对空气中的水汽极为敏感，使其化学稳定性较低.深棕色的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜暴露在紫外光、氧、中度臭氧环境中不发生相变，而水汽使其从α 相(1.92 eV)转变为δ 相(2.85 eV)而失去光学活性[29 ] .水对有机-无机杂化钙钛矿的主要作用机制有两种：其一，水进入钙钛矿晶格内诱导不可逆分解生成PbI2 [30 , 31 ] ；其二，在空气中钙钛矿发生水化，加热可使其脱水再次形成立方相结构.后者是一种水诱导的可逆相变过程[32 ~34 ] ，而无机钙钛矿的相变机理目前探讨较少.Yang等[22 ] 用环境压力X射线光电子能谱(AP-XPS)分析水分子中的氧，发现水在钙钛矿薄膜表面的发挥，其机理图如图2 所示.无机钙钛矿与水汽接触时水使卤化物离子(如I- )具有较大的溶解焓(Solvation enthalpy)和较低的空位形成能，诱导I- 移动到钙钛矿表面而在晶格内产生空位型缺陷.当晶格中存在空位时卤化铅八面体界面处的离子键约束减小而使空位处的形核自由能势垒降低，即空位促进了立方相钙钛矿向低对称相转变[22 , 35 ] . ...
A comprehensive review of doping in perovskite nanocrystals/quantum dots: Evolution of structure, electronics, optics, and light-emitting diodes
1
2019
... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
Chemical stability and instability of inorganic halide perovskites
1
2019
... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
Toward eco-friendly and stable perovskite materials for photovoltaics
2018
Organometal halide perovs-kite solar cells: Degradation and stability
1
2016
... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
Inorganic CsPbI2 Br perovskite solar cells: The progress and perspective
1
2019
... CsPbI2 Br无机钙钛矿的晶体结构具有不稳定性.ABX3 结构的钙钛矿材料中A位点阳离子受[BX6 ]4- 八面体结构的限制，过大或者过小都可能破坏立方相结构[10 , 36 ] .根据Goldschmidt容忍因子t 和八面体因子μ ，可综合评估钙钛矿立方相的稳定性.钙钛矿材料中的A位离子主要为MA+ (0.270 nm)、FA+ (0.278 nm)、Cs+ (0.188 nm)等[37 ~39 ] ，其中MA+ 使其Goldschmidt容忍因子t 在保持稳定立方相结构的范围内，对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子为0.9<t <1.0；而FA+ 和Cs+ ，因其半径过大或过小而影响晶体结构的稳定[7 , 9 ] .CsPbI2 Br无机钙钛矿材料的Goldschmidt容忍因子t 为0.855，因此立方相倾向于转变为更稳定的低对称性四方或正交结构[40 ] . ...
A review of perovskites solar cell stability
1
2019
... 同时，钙钛矿薄膜的形貌和晶粒尺寸也影响器件的稳定性[41 ] .水分易于在缺陷和间隙处聚集诱导钙钛矿薄膜的相变，而钙钛矿中的卤化物离子也容易从晶粒的间隙和缺陷处迁移到电极处生成金属卤化物，形成腐蚀电池而使其不能正常工作[42 , 43 ] . ...
Constructing mie-scattering porous interface-fused perovskite films to synergistically boost light harvesting and carrier transport
1
2017
... 同时，钙钛矿薄膜的形貌和晶粒尺寸也影响器件的稳定性[41 ] .水分易于在缺陷和间隙处聚集诱导钙钛矿薄膜的相变，而钙钛矿中的卤化物离子也容易从晶粒的间隙和缺陷处迁移到电极处生成金属卤化物，形成腐蚀电池而使其不能正常工作[42 , 43 ] . ...
The role of charge selective contacts in perovskite solar cell stability
1
2019
... 同时，钙钛矿薄膜的形貌和晶粒尺寸也影响器件的稳定性[41 ] .水分易于在缺陷和间隙处聚集诱导钙钛矿薄膜的相变，而钙钛矿中的卤化物离子也容易从晶粒的间隙和缺陷处迁移到电极处生成金属卤化物，形成腐蚀电池而使其不能正常工作[42 , 43 ] . ...
Tuning perovskite morphology by polymer additive for high efficiency solar cell
1
2015
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
Reproducible fabrication of efficient perovskite-based solar cells: X-ray crystallographic studies on the formation of CH3 NH3 PbI3 layers
1
2014
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
Solvent engineering towards controlled grain growth in perovskite planar heterojunction solar cells
2015
Solvent effect on the hole-conductor-free fully printable perovskite solar cells
4
2016
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
... [47 ]系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
... [
47 ]、DMSO引入钙钛矿薄膜的演变示意图
[48 ] 、100~350℃温度范围内退火2 min后的CsPbI
2 Br薄膜的SEM图像
[57 ] 以及CsPbI
2 Br钙钛矿通过GTA或GTA-ATS工艺结晶的示意图
[58 ] Molecular structure and properties of solvents commonly used in perovskite precursors<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]</sup> (a), schematic of the evolution of the CsPbI<sub>2</sub>Br film with the introduction of DMSO<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup> (b), SEM images of CsPbI<sub>2</sub>Br films annealed at the temperature range from 100 to 350℃ for 2 min. Scale bar: 1 μm<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R57">57</xref>]</sup> (c) and schematic illustration of CsPbI<sub>2</sub>Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R58">58</xref>]</sup> (d) Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... [
47 ] (a), schematic of the evolution of the CsPbI
2 Br film with the introduction of DMSO
[48 ] (b), SEM images of CsPbI
2 Br films annealed at the temperature range from 100 to 350℃ for 2 min. Scale bar: 1 μm
[57 ] (c) and schematic illustration of CsPbI
2 Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing
[58 ] (d)
Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
Low-temperature-processed inorganic perovskite solar cells via solvent engineering with enhanced mass transport
4
2018
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
... [48 ]研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
... [
48 ]、100~350℃温度范围内退火2 min后的CsPbI
2 Br薄膜的SEM图像
[57 ] 以及CsPbI
2 Br钙钛矿通过GTA或GTA-ATS工艺结晶的示意图
[58 ] Molecular structure and properties of solvents commonly used in perovskite precursors<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]</sup> (a), schematic of the evolution of the CsPbI<sub>2</sub>Br film with the introduction of DMSO<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup> (b), SEM images of CsPbI<sub>2</sub>Br films annealed at the temperature range from 100 to 350℃ for 2 min. Scale bar: 1 μm<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R57">57</xref>]</sup> (c) and schematic illustration of CsPbI<sub>2</sub>Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R58">58</xref>]</sup> (d) Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... [
48 ] (b), SEM images of CsPbI
2 Br films annealed at the temperature range from 100 to 350℃ for 2 min. Scale bar: 1 μm
[57 ] (c) and schematic illustration of CsPbI
2 Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing
[58 ] (d)
Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
Critical kinetic control of non-stoichiometric intermediate phase transformation for efficient pero-vskite solar cells
1
2016
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
Solvent engineering for intermediates phase, all-ambient-air-processed in organic-inorganic hybrid pero-vskite solar cells
1
2019
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点[45 ~47 ] .Han等[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI2 的配位能力越强.Zai等[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs+ 进入PbI2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如图3 b所示.Rong课题组[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高. ...
Solvent engineering for high-performance inorganic-organic hybrid perovskite solar cells
1
2014
... 一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
Annealing-free perovskite films by instant crystallization for efficient solar cells
1
2016
... 一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
Ultrasmooth perovskite film via mixed anti-solvent strategy with improved efficiency
1
2017
... 一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
Morphology controlling of all-inorganic perovskite at low temperature for efficient rigid and flexible solar cells
2
2018
... 一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
High-temperature-short-time annealing process for high-performance large-area perovskite solar cells
1
2017
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
Multi-step slow annealing perovskite films for high performance planar perovskite solar cells
2
2015
... 一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
Unveiling the crystal formation of cesium lead mixed-halide perovskites for efficient and stable solar cells
3
2017
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、
γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙
[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI
2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点
[45 ~47 ] .Han等
[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如
图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI
2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI
2 的配位能力越强.Zai等
[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX
2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs
+ 进入PbI
2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX
2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如
图3 b所示.Rong课题组
[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙
[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等
[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等
[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI
2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI
2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高.
图3 钙钛矿前驱体常用溶剂的分子结构及性质<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]</sup>、DMSO引入钙钛矿薄膜的演变示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup>、100~350℃温度范围内退火2 min后的CsPbI<sub>2</sub>Br薄膜的SEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R57">57</xref>]</sup>以及CsPbI<sub>2</sub>Br钙钛矿通过GTA或GTA-ATS工艺结晶的示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R58">58</xref>]</sup> Molecular structure and properties of solvents commonly used in perovskite precursors<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]</sup> (a), schematic of the evolution of the CsPbI<sub>2</sub>Br film with the introduction of DMSO<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup> (b), SEM images of CsPbI<sub>2</sub>Br films annealed at the temperature range from 100 to 350℃ for 2 min. Scale bar: 1 μm<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R57">57</xref>]</sup> (c) and schematic illustration of CsPbI<sub>2</sub>Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R58">58</xref>]</sup> (d) Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... [
57 ] (c) and schematic illustration of CsPbI
2 Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing
[58 ] (d)
Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
Precise control of crystal growth for highly efficient CsPbI2 Br perovskite solar cells
3
2019
... 钙钛矿薄膜的质量，取决于钙钛矿晶体的形核和长大过程.前驱体的快速形核和缓慢结晶，是生成高质量钙钛矿薄膜的关键.当对旋涂的钙钛矿前驱体膜退火时，溶剂迅速蒸发、溶质浓度逐渐提高.当溶质浓度达到过饱和时钙钛矿晶体开始形核，当溶质浓度低于临界过饱和值时形核终止.常用的极性溶剂有二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、
γ -丁内酯(GBL)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等.早期使用一步溶液法制备的钙钛矿薄膜，自然干燥时间过长和形核速率低使薄膜覆盖率低和表面粗糙
[44 ] .因此，制备薄膜最重要的是控制溶剂的蒸发速率和前驱体的反应速率.研究发现，具有路易斯碱性质的溶剂更易与PbI
2 配位形成中间体和阻止溶质之间的剧烈反应，这些中间体也为钙钛矿提供了形核位点
[45 ~47 ] .Han等
[47 ] 系统研究了DMSO、DMF、GBL以及NMP四种溶剂的分子结构、极性和粘度，如
图3 a所示.结果表明：1)钙钛矿的结晶速率在很大程度上取决于溶剂与PbI
2 的配位能力；2)高粘度的溶剂阻碍钙钛矿的渗透，使薄膜的润湿性降低；3)溶剂的路易斯碱性质越强，与PbI
2 的配位能力越强.Zai等
[48 ] 的研究发现，DMSO分子嵌入PbX
2 相邻平面之间使层间距离增大，有助于Cs
+ 进入PbI
2 八面体晶格阵列中生成大量的中间体CsI-PbX
2 -DMSO，使钙钛矿的结晶动力学过程减缓而生成大尺寸晶粒，其演变示意图如
图3 b所示.Rong课题组
[49 ] 研究有机卤化物分子MAI分子与DMSO之间的分子交换动力学时指出，DMSO能提高中间相的比例，使钙钛矿吸收层的表面更加光滑.但是，DMSO使前驱体溶液的粘稠度提高，从而使溶液表面的张力大于与基底的粘附力，影响前驱体的传输使制备出的薄膜覆盖率低和表面粗糙
[6 ] .DMF的粘度小、润湿性好，可调整前驱体薄膜的表面能和结晶过程中前驱体的体积.Shi等
[50 ] 将DMF与DMSO混合作为溶剂，通过调控DMF和DMSO 的溶剂比例改善了薄膜的溶质传输性能并使前驱体保持良好的配位能力，退火后制备出均匀、致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜.最终，器件的最佳光电转化效率为16.24%，并且在大气中、无封装条件下(相对湿度20%~40%)放置30 d后仍保持初始效率的86%.Zai等
[48 ] 研究了不同比例的DMF和DMSO用作CsPbI
2 Br前驱体混合溶剂时的薄膜质量，发现当DMF：DMSO体积比为2:1时CsPbI
2 Br薄膜均匀致密和覆盖率高.
图3 钙钛矿前驱体常用溶剂的分子结构及性质<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]</sup>、DMSO引入钙钛矿薄膜的演变示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup>、100~350℃温度范围内退火2 min后的CsPbI<sub>2</sub>Br薄膜的SEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R57">57</xref>]</sup>以及CsPbI<sub>2</sub>Br钙钛矿通过GTA或GTA-ATS工艺结晶的示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R58">58</xref>]</sup> Molecular structure and properties of solvents commonly used in perovskite precursors<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]</sup> (a), schematic of the evolution of the CsPbI<sub>2</sub>Br film with the introduction of DMSO<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup> (b), SEM images of CsPbI<sub>2</sub>Br films annealed at the temperature range from 100 to 350℃ for 2 min. Scale bar: 1 μm<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R57">57</xref>]</sup> (c) and schematic illustration of CsPbI<sub>2</sub>Br perovskite crystallization process via GTA or GTA-ATS processing<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R58">58</xref>]</sup> (d) Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
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58 ] (d)
Fig.3 ![]()
一步法常用非极性溶剂使溶质快速达到过饱和而形核，这种溶剂称为反溶剂.在旋涂钙钛矿前驱体的过程中滴加的反溶剂可与溶剂混溶但不能溶解钙钛矿前驱体，能迅速降低溶质在饱和溶液中的溶解度而使钙钛矿快速形核.常用的反溶剂，有氯苯、乙酸乙酯、乙醚、甲苯等.Jeon等[51 ] 使用DMSO:GBL(体积比3:7)混合溶剂制备钙钛矿薄膜并用甲苯作为反溶剂处理，制备出光滑无孔的钙钛矿薄膜.Han等[52 ] 报道了一种不需要热退火的钙钛矿膜瞬间结晶的技术，即在钙钛矿膜旋涂过程中滴加乙酸乙酯反溶剂诱导钙钛矿瞬间完全结晶，无需退火即可制备出较大晶粒和具有较长载流子寿命的结晶薄膜.用反溶剂乙酸乙酯清洗多余的DMSO而阻止PbI2 -MAI-DMSO中间相的形成，使制备出的薄膜几乎没有残留的中间相.Yu等[53 ] 报道了一种新型乙醚/正己烷混合反溶剂(MAS)方法.乙醚有利于钙钛矿的高密度成核以使钙钛矿薄膜致密，而正己烷能减缓钙钛矿中间相向钙钛矿转变的过程.用优化的MAS法沉积的钙钛矿膜，其晶粒取向改善、电荷复合减少，使载流子在钙钛矿/HTM界面的输运能力提高.为了制备高质量的钙钛矿薄膜，需控制钙钛矿的成核密度和结晶速率.因此，除了前驱体溶液的溶质浓度、组成、粘度，退火方式、退后温度和时间也对钙钛矿的结晶过程有很大的影响[54 ~56 ] . ...
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
All-vacuum-deposited stoichiometrically balanced inorganic cesium lead halide perovskite solar cells with stabilized efficiency exceeding 11%
1
2017
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
Optimized organometal halide perovskite planar hybrid solar cells via control of solvent evaporation rate
1
2014
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
Two-step thermal annealing improves the morphology of spin-coated films for highly efficient perovskite hybrid photovoltaics
1
2014
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
High-efficiency CsPbI2 Br perovs-kite solar cells with dopant-free poly(3-hexylthiophene) hole transporting layers
1
2020
... 用一步溶液法旋涂钙钛矿前驱体后，随着溶剂的蒸发钙钛矿形核结晶历经了一系列热力学和动力学过程.退火工艺参数，是决定钙钛矿薄膜的结晶度、表面覆盖率、粗糙度、晶粒尺寸以及膜厚等性质的关键.用室温干燥法制备的钙钛矿薄膜，其缺点有相转变不完全、残留中间相、表面覆盖率和结晶度低.退火温度过低得不到纯相薄膜；退火温度过高则使钙钛矿中缺陷的数量急剧增加，甚至使钙钛矿分解.2017年，Nam等[57 ] 研究了在不同温度(100~350℃，2 min)退火的CsPbI2 Br钙钛矿薄膜的结晶形貌演变过程.在不同温度退火的钙钛矿薄膜SEM照片，如3c所示.可以看出，CsPbI2 Br晶体在350℃高温退火时热力学不稳定，使钙钛矿中的卤化物相分离，在晶体内出现卤化物空位和金属铅空位，进而削弱立方相CsPbI2 Br钙钛矿的晶体结构稳定性；而在280℃退火减少了晶体结构中的缺陷，可制备出化学状态稳定的黑色薄膜[59 ] .热处理温度不能过高，否则使钙钛矿分解.Kim等[55 ] 提出一种高温快速退火法，使用400℃的高温诱导溶质快速达到过饱和，加速晶核的形成，制备出尺寸接近1 μm的大晶粒，减少了晶界，生成了均匀光滑且致密的钙钛矿层.梯度温度热退火(GTA)，为薄膜致密化生长提供了足够的时间，进而改善了钙钛矿薄膜的覆盖率和界面接触.Kim等[60 ] 研究旋涂速率和退火条件对沉积在PEDOT:PSS表面的钙钛矿薄膜形貌的影响时发现，对适度快速旋涂的湿膜在室温干燥10 min后再进行低温梯度退火，有助于晶粒充分生长而制备出高覆盖率的薄膜.Zhu等[56 ] 报道了一种多步缓慢退火方法，有助于晶粒从多个形核位点缓慢均匀生长，可制备出低空隙率均匀薄膜.用这种方法制备的薄膜，具有高结晶质量和高稳定性.最近，Chen等[58 ] 提出一种用梯度退火-反溶剂处理(GTA-ATS)工艺制备CsPbI2 Br 钙钛矿薄膜的新方法，如图3 d所示.使用异丙醇作为反溶剂(ATS)处理前驱体薄膜并用梯度热退火(GTA)控制晶粒的生长，可去除前驱体薄膜中残余的DMSO溶剂而生成表面均匀致密、低缺陷态密度、平均晶粒尺寸为1 μm的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，提高器件对水分和氧的耐受性.用这种方法制备出的器件，在30%RH的环境条件下1000 h后其PCE仍然为初始值的95%.Shen等[61 ] 发现，两步退火工艺有助于钙钛矿材料充分结晶，并能在前驱体溶液浓度较高的条件下制备出高覆盖率的钙钛矿薄膜.钙钛矿薄膜在完全结晶前极不稳定，第二次退火可在不明显改变形貌的前提下使钙钛矿进一步结晶，从而提高薄膜的稳定性.Hu等[62 ] 采用两步退火法(50℃低温预退火和160℃高温退火)调节CsPbI2 Br晶体成核结晶过程，消除了直接高温退火出现的空隙并增大了晶粒尺寸.Huang等[54 ] 使用室温溶剂(DMSO)退火(RTSA)结合后退火(Post-annealing)方法制备CsPbI2 Br钙钛矿薄膜，溶剂蒸汽气氛促进钙钛矿的溶解和重组，催化钙钛矿生长，生成均匀的薄膜.后退火处理，有利于晶粒的长大、减少晶界和提高稳定性. ...
Flash infrared annealing for antisolvent-free highly efficient perovskite solar cells
1
2018
... 除了以上几种传统热退火方式，Abate等[63 ] 2017年还提出一种用脉冲红外光驱动钙钛矿结晶的方法.这种方法将钙钛矿前驱体膜短时间暴露在高强度近红外辐射下，以快速除去溶剂、促进快速结晶.这种方式不必对基底加热，因此适用于低温柔性基底的器件.另外，Huang等[64 ] 报道了一种微波退火法，用电磁场的偶极极化和离子传导将能量传给材料，使退火处理时间减小到小于1 min，制备出的薄膜为纯相、低缺陷密度和具有良好的稳定性. ...
Rapid microwave-annealing process of hybrid perovskites to eliminate miscellaneous phase for high performance photovoltaics
1
... 除了以上几种传统热退火方式，Abate等[63 ] 2017年还提出一种用脉冲红外光驱动钙钛矿结晶的方法.这种方法将钙钛矿前驱体膜短时间暴露在高强度近红外辐射下，以快速除去溶剂、促进快速结晶.这种方式不必对基底加热，因此适用于低温柔性基底的器件.另外，Huang等[64 ] 报道了一种微波退火法，用电磁场的偶极极化和离子传导将能量传给材料，使退火处理时间减小到小于1 min，制备出的薄膜为纯相、低缺陷密度和具有良好的稳定性. ...
Solution-processable perovskite solar cells toward commercialization: Progress and challenges
3
2019
... 2.2.1 调整晶体结构 无机钙钛矿材料与有机-无机杂化钙钛矿的化学式表达(ABX3 )相同，其晶体结构如图4 a所示[65 ] .其中A位点主要为无机阳离子，如铯离子(Cs+ )；B位点主要为金属阳离子，如铅离子(Pb2+ )、锡离子(Sn2+ )等，X位点主要为卤素离子(I- 、Br- 、Cl- ).钙钛矿立方相的稳定性，可用容忍因子t 和八面体因子μ [66 ~68 ] ...
... [
65 ]、无掺杂CsPbI
2 Br(A)与CsPb
0.95 Eu
0.05 I
2 Br钙钛矿薄膜(B)的SEM图
[78 ] 以及器件的结构和Mn
2+ 掺杂于间隙和取代Pb
2+ 的两种模式示意图
[80 ] Schematic diagram of a typical three-dimensional perovskite crystal structure<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R65">65</xref>]</sup> (a), SEM images of undoped CsPbI<sub>2</sub>Br (A) and CsPb<sub>0.95</sub>Eu<sub>0.05</sub>I<sub>2</sub>Br perovskite films (B)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R78">78</xref>]</sup> (b) and schematic diagram of device structure and two modes of Mn<sup>2 +</sup> doped in the gap and replacing Pb<sup>2+[80]</sup> (c) Fig.4 ![]()
和 ...
... [
65 ] (a), SEM images of undoped CsPbI
2 Br (A) and CsPb
0.95 Eu
0.05 I
2 Br perovskite films (B)
[78 ] (b) and schematic diagram of device structure and two modes of Mn
2 + doped in the gap and replacing Pb
2+[80] (c)
Fig.4 ![]()
和 ...
Layered organic-inorganic hybrid perovskites: Structure, optical properties, film preparation, patterning and templating engineering
1
2010
... 2.2.1 调整晶体结构 无机钙钛矿材料与有机-无机杂化钙钛矿的化学式表达(ABX3 )相同，其晶体结构如图4 a所示[65 ] .其中A位点主要为无机阳离子，如铯离子(Cs+ )；B位点主要为金属阳离子，如铅离子(Pb2+ )、锡离子(Sn2+ )等，X位点主要为卤素离子(I- 、Br- 、Cl- ).钙钛矿立方相的稳定性，可用容忍因子t 和八面体因子μ [66 ~68 ] ...
Formability of ABO3 perovskites
2004
64(Pt
1
2008
... 2.2.1 调整晶体结构 无机钙钛矿材料与有机-无机杂化钙钛矿的化学式表达(ABX3 )相同，其晶体结构如图4 a所示[65 ] .其中A位点主要为无机阳离子，如铯离子(Cs+ )；B位点主要为金属阳离子，如铅离子(Pb2+ )、锡离子(Sn2+ )等，X位点主要为卤素离子(I- 、Br- 、Cl- ).钙钛矿立方相的稳定性，可用容忍因子t 和八面体因子μ [66 ~68 ] ...
The emergence of perovskite solar cells
1
2014
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
Metal halide perovskites for energy applications
1
2016
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
Metal-doped lead halide per-ovskites: Synthesis, properties, and optoelectronic applications
1
2018
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
Potassium incorporation for enhanced performance and stability of fully inorganic cesium lead halide perovskite solar cells
1
2017
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
On the current-voltage hysteresis in per-ovskite solar cells: Dependence on perovskite composition and methods to remove hysteresis
1
2019
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
A discussion on the origin and solutions of hysteresis in perovskite hybrid solar cells
1
2016
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
A-site rubidium cation-incorporated CsPbI2 Br all-inorganic perovskite solar cells exceeding 17% efficiency
1
2020
... 综合定量评估.其中R A 、R B 、R X 分别为A、B、X三种离子的平均离子半径.形成对称和稳定的理想立方相钙钛矿结构的容忍因子， 其范围为0.9<t <1.0，而μ 的范围为0.442<μ <0.895.CsPbI2 Br钙钛矿的容忍因子t 为0.855，晶体中八面体倾斜和宏观应变使立方钙钛矿结构的热动力学不稳定，极易转变为吉布斯自由能更低的低对称四方或正交结构[9 , 69 , 70 ] .在CsPbI2 Br钙钛矿晶格中掺入不同半径的离子部分替代目标离子、占据晶格间隙或富集于晶界和表面，可改善结构对称性、稳定晶格结构、钝化缺陷，提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性[71 ] .将碱金属阳离子掺入CsPbI2 Br无机钙钛矿，可改善薄膜的形貌和提高稳定性.2017年Jae 等[72 ] 在CsPbI2 Br钙钛矿材料A位点引入与铯同族的钾离子(K+ )部分替代Cs+ ，使[BX6 ]4- 八面体体积收缩而稳定了α -CsPbI2 Br.7.5% 的K+ 最佳掺杂浓度，即Cs0.925 K0.075 PbI2 Br，使器件的长期稳定性明显提高，平均PCE从8.2%提高到9.1%.同时，掺入K+ 还能降低电池器件的迟滞效应[73 , 74 ] .Hong等[75 ] 将铷离子(Rb+ )掺入钙钛矿光吸收层中生成Cs0.99 Rb0.01 PbI2 Br，Rb+ 提供的有限形核中心使晶粒尺寸增大；用热空气处理控制DMSO的蒸发速率，使晶粒的直径可达1.7 μm和晶界减少，从而提高了钙钛矿薄膜的热力学稳定性.用此方法制备的器件获得了CsPbI2 Br IPSCs 17.16%的PCE.同时，这种未封装钙钛矿太阳能电池在空气中(<40% RH)120 h后仍保持高于90%的初始效率. ...
All-inorganic CsPb1-x Gex I2 Br perovskite with enhanced phase stability and photovoltaic performance
1
2018
... 用金属阳离子部分替代铅离子一般不改变晶体结构，但是会改变其带隙，可能导致晶格收缩/膨胀或改变晶粒尺寸.将离子半径小于铅离子的Ge2+ 、Nb5+ 、Eu2+ 分别掺入CsPbI2 Br钙钛矿[76 ~78 ] 使晶粒尺寸减小，晶粒的表面积与体积之比增加可增大薄膜的表面能，从α 相钙钛矿转变为δ 相钙钛矿需要克服更高的能量势垒，因此使CsPbI2 Br钙钛矿的稳定性提高；同时，B位点平均离子半径的减小也使容忍因子增大.Eu2+ 掺杂CsPbI2 Br薄膜的SEM照片，如图4 b所示.可以看出，掺杂Eu2+ 的薄膜晶粒尺寸明显减小且薄膜更均匀平整.Liu等[79 ] 提出一种共掺杂方法，在CsPbI2 Br钙钛矿结构中同时引入铟离子(In3+ )和氯离子(Cl- )部分替代Pb2+ 和X- (X- ：I- 和Br- )，通过增大容忍因子和减小晶粒尺寸来稳定立方相钙钛矿.In3+ 和Cl- 共掺杂使钙钛矿结构重建、原子排列紧密、空间对称性改善和晶体结构从斜方晶转变为立方晶，制备出的器件在30% RH、室温条件下放置80 h没有PCE损失，在60℃空气中加热100 h后PCE只下降20%. ...
Niobium incorporation into CsPbI2 Br for stable and efficient all-inorganic perovskite solar cells
2019
Europium-doped CsPbI2 Br for stable and highly efficient inorganic perovskite solar cells
3
2019
... 2.2.1 调整晶体结构 无机钙钛矿材料与有机-无机杂化钙钛矿的化学式表达(ABX
3 )相同，其晶体结构如
图4 a所示
[65 ] .其中A位点主要为无机阳离子，如铯离子(Cs
+ )；B位点主要为金属阳离子，如铅离子(Pb
2+ )、锡离子(Sn
2+ )等，X位点主要为卤素离子(I
- 、Br
- 、Cl
- ).钙钛矿立方相的稳定性，可用容忍因子
t 和八面体因子
μ [66 ~68 ] t = R A + R X 2 R B + R X (1) 图4 典型三维钙钛矿晶体结构示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R65">65</xref>]</sup>、无掺杂CsPbI<sub>2</sub>Br(A)与CsPb<sub>0.95</sub>Eu<sub>0.05</sub>I<sub>2</sub>Br钙钛矿薄膜(B)的SEM图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R78">78</xref>]</sup>以及器件的结构和Mn<sup>2+</sup>掺杂于间隙和取代Pb<sup>2+</sup>的两种模式示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R80">80</xref>]</sup> Schematic diagram of a typical three-dimensional perovskite crystal structure<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R65">65</xref>]</sup> (a), SEM images of undoped CsPbI<sub>2</sub>Br (A) and CsPb<sub>0.95</sub>Eu<sub>0.05</sub>I<sub>2</sub>Br perovskite films (B)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R78">78</xref>]</sup> (b) and schematic diagram of device structure and two modes of Mn<sup>2 +</sup> doped in the gap and replacing Pb<sup>2+[80]</sup> (c) Fig.4 ![]()
和 ...
... [
78 ] (b) and schematic diagram of device structure and two modes of Mn
2 + doped in the gap and replacing Pb
2+[80] (c)
Fig.4 ![]()
和 ...
... 用金属阳离子部分替代铅离子一般不改变晶体结构，但是会改变其带隙，可能导致晶格收缩/膨胀或改变晶粒尺寸.将离子半径小于铅离子的Ge2+ 、Nb5+ 、Eu2+ 分别掺入CsPbI2 Br钙钛矿[76 ~78 ] 使晶粒尺寸减小，晶粒的表面积与体积之比增加可增大薄膜的表面能，从α 相钙钛矿转变为δ 相钙钛矿需要克服更高的能量势垒，因此使CsPbI2 Br钙钛矿的稳定性提高；同时，B位点平均离子半径的减小也使容忍因子增大.Eu2+ 掺杂CsPbI2 Br薄膜的SEM照片，如图4 b所示.可以看出，掺杂Eu2+ 的薄膜晶粒尺寸明显减小且薄膜更均匀平整.Liu等[79 ] 提出一种共掺杂方法，在CsPbI2 Br钙钛矿结构中同时引入铟离子(In3+ )和氯离子(Cl- )部分替代Pb2+ 和X- (X- ：I- 和Br- )，通过增大容忍因子和减小晶粒尺寸来稳定立方相钙钛矿.In3+ 和Cl- 共掺杂使钙钛矿结构重建、原子排列紧密、空间对称性改善和晶体结构从斜方晶转变为立方晶，制备出的器件在30% RH、室温条件下放置80 h没有PCE损失，在60℃空气中加热100 h后PCE只下降20%. ...
Structurally reconstructed CsPbI2 Br perovskite for highly stable and square-centimeter all-inorganic perovskite solar cells
1
2019
... 用金属阳离子部分替代铅离子一般不改变晶体结构，但是会改变其带隙，可能导致晶格收缩/膨胀或改变晶粒尺寸.将离子半径小于铅离子的Ge2+ 、Nb5+ 、Eu2+ 分别掺入CsPbI2 Br钙钛矿[76 ~78 ] 使晶粒尺寸减小，晶粒的表面积与体积之比增加可增大薄膜的表面能，从α 相钙钛矿转变为δ 相钙钛矿需要克服更高的能量势垒，因此使CsPbI2 Br钙钛矿的稳定性提高；同时，B位点平均离子半径的减小也使容忍因子增大.Eu2+ 掺杂CsPbI2 Br薄膜的SEM照片，如图4 b所示.可以看出，掺杂Eu2+ 的薄膜晶粒尺寸明显减小且薄膜更均匀平整.Liu等[79 ] 提出一种共掺杂方法，在CsPbI2 Br钙钛矿结构中同时引入铟离子(In3+ )和氯离子(Cl- )部分替代Pb2+ 和X- (X- ：I- 和Br- )，通过增大容忍因子和减小晶粒尺寸来稳定立方相钙钛矿.In3+ 和Cl- 共掺杂使钙钛矿结构重建、原子排列紧密、空间对称性改善和晶体结构从斜方晶转变为立方晶，制备出的器件在30% RH、室温条件下放置80 h没有PCE损失，在60℃空气中加热100 h后PCE只下降20%. ...
Interstitial Mn2+ -driven high-aspect-ratio grain growth for low-trap-density microcrystalline films for record efficiency CsPbI2 Br solar cells
2
2018
... 2.2.1 调整晶体结构 无机钙钛矿材料与有机-无机杂化钙钛矿的化学式表达(ABX
3 )相同，其晶体结构如
图4 a所示
[65 ] .其中A位点主要为无机阳离子，如铯离子(Cs
+ )；B位点主要为金属阳离子，如铅离子(Pb
2+ )、锡离子(Sn
2+ )等，X位点主要为卤素离子(I
- 、Br
- 、Cl
- ).钙钛矿立方相的稳定性，可用容忍因子
t 和八面体因子
μ [66 ~68 ] t = R A + R X 2 R B + R X (1) 图4 典型三维钙钛矿晶体结构示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R65">65</xref>]</sup>、无掺杂CsPbI<sub>2</sub>Br(A)与CsPb<sub>0.95</sub>Eu<sub>0.05</sub>I<sub>2</sub>Br钙钛矿薄膜(B)的SEM图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R78">78</xref>]</sup>以及器件的结构和Mn<sup>2+</sup>掺杂于间隙和取代Pb<sup>2+</sup>的两种模式示意图<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R80">80</xref>]</sup> Schematic diagram of a typical three-dimensional perovskite crystal structure<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R65">65</xref>]</sup> (a), SEM images of undoped CsPbI<sub>2</sub>Br (A) and CsPb<sub>0.95</sub>Eu<sub>0.05</sub>I<sub>2</sub>Br perovskite films (B)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R78">78</xref>]</sup> (b) and schematic diagram of device structure and two modes of Mn<sup>2 +</sup> doped in the gap and replacing Pb<sup>2+[80]</sup> (c) Fig.4 ![]()
和 ...
... 钙钛矿薄膜的形貌，与晶体形核和生长过程密切相关.掺杂离子不仅能调整钙钛矿的晶体结构和提高结构稳定性，还能改善晶粒尺寸和形貌，生成均匀致密无孔的高质量薄膜.Bai等[80 ] 将氯化锰(2% MnCl2 )掺入CsPbI2 Br钙钛矿晶体中，锰离子(Mn2+ )与Pb2+ 的半径相差较大，只能进入晶格间隙而使晶体结构发生轻微的扭曲.过量的Mn2+ 聚集在晶界处产生扭曲结构和富锰的环境抑制晶体形核与生长的速率，最终生成晶界少、晶粒大的钙钛矿薄膜；而存在于钙钛矿薄膜表面的Cl- 离子，也增强了薄膜的疏水性.器件的原理结构、Mn2+ 掺杂在间隙和Mn2+ 部分取代Pb2+ 的模型，如图4 c所示.在25℃和25%~35% RH环境下测试这种钙钛矿材料器件的长期稳定性，35 d后其PCE下降到初始值的97%，表现出优异的稳定性.Yang等[81 ] 将CuBr2 掺入CsPbI2 Br钙钛矿前驱体溶液中，通过抑制薄膜在退火过程中的形核速率制备出晶粒大、缺陷态密度低的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜.所组装的器件在小于20% RH的环境下经过一个月的衰减测试，其PCE仍然为初始值的95%.Sun等[82 ] 引入比Pb化学活性更高、与Br/I的配位较强的锌离子(Zn2+ )，减缓了薄膜的结晶过程，使晶粒长大和晶界减少，从而降低缺陷密度.Zn2+ 的掺入使CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br的带隙略有降低，提高了太阳能光谱的利用率.CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br PSCs的最佳PCE为13.6%，且在25℃、20% RH环境下CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br钙钛矿太阳能电池在400 h后仍然保持初始PCE的85%. ...
Tailored phase transformation of CsPbI2 Br films by copper(II) bromide for high-performance all-inorganic perovskite solar cells
1
2019
... 钙钛矿薄膜的形貌，与晶体形核和生长过程密切相关.掺杂离子不仅能调整钙钛矿的晶体结构和提高结构稳定性，还能改善晶粒尺寸和形貌，生成均匀致密无孔的高质量薄膜.Bai等[80 ] 将氯化锰(2% MnCl2 )掺入CsPbI2 Br钙钛矿晶体中，锰离子(Mn2+ )与Pb2+ 的半径相差较大，只能进入晶格间隙而使晶体结构发生轻微的扭曲.过量的Mn2+ 聚集在晶界处产生扭曲结构和富锰的环境抑制晶体形核与生长的速率，最终生成晶界少、晶粒大的钙钛矿薄膜；而存在于钙钛矿薄膜表面的Cl- 离子，也增强了薄膜的疏水性.器件的原理结构、Mn2+ 掺杂在间隙和Mn2+ 部分取代Pb2+ 的模型，如图4 c所示.在25℃和25%~35% RH环境下测试这种钙钛矿材料器件的长期稳定性，35 d后其PCE下降到初始值的97%，表现出优异的稳定性.Yang等[81 ] 将CuBr2 掺入CsPbI2 Br钙钛矿前驱体溶液中，通过抑制薄膜在退火过程中的形核速率制备出晶粒大、缺陷态密度低的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜.所组装的器件在小于20% RH的环境下经过一个月的衰减测试，其PCE仍然为初始值的95%.Sun等[82 ] 引入比Pb化学活性更高、与Br/I的配位较强的锌离子(Zn2+ )，减缓了薄膜的结晶过程，使晶粒长大和晶界减少，从而降低缺陷密度.Zn2+ 的掺入使CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br的带隙略有降低，提高了太阳能光谱的利用率.CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br PSCs的最佳PCE为13.6%，且在25℃、20% RH环境下CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br钙钛矿太阳能电池在400 h后仍然保持初始PCE的85%. ...
Pb-reduced CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br thin films for efficient perovskite solar cells
1
2019
... 钙钛矿薄膜的形貌，与晶体形核和生长过程密切相关.掺杂离子不仅能调整钙钛矿的晶体结构和提高结构稳定性，还能改善晶粒尺寸和形貌，生成均匀致密无孔的高质量薄膜.Bai等[80 ] 将氯化锰(2% MnCl2 )掺入CsPbI2 Br钙钛矿晶体中，锰离子(Mn2+ )与Pb2+ 的半径相差较大，只能进入晶格间隙而使晶体结构发生轻微的扭曲.过量的Mn2+ 聚集在晶界处产生扭曲结构和富锰的环境抑制晶体形核与生长的速率，最终生成晶界少、晶粒大的钙钛矿薄膜；而存在于钙钛矿薄膜表面的Cl- 离子，也增强了薄膜的疏水性.器件的原理结构、Mn2+ 掺杂在间隙和Mn2+ 部分取代Pb2+ 的模型，如图4 c所示.在25℃和25%~35% RH环境下测试这种钙钛矿材料器件的长期稳定性，35 d后其PCE下降到初始值的97%，表现出优异的稳定性.Yang等[81 ] 将CuBr2 掺入CsPbI2 Br钙钛矿前驱体溶液中，通过抑制薄膜在退火过程中的形核速率制备出晶粒大、缺陷态密度低的高质量CsPbI2 Br钙钛矿薄膜.所组装的器件在小于20% RH的环境下经过一个月的衰减测试，其PCE仍然为初始值的95%.Sun等[82 ] 引入比Pb化学活性更高、与Br/I的配位较强的锌离子(Zn2+ )，减缓了薄膜的结晶过程，使晶粒长大和晶界减少，从而降低缺陷密度.Zn2+ 的掺入使CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br的带隙略有降低，提高了太阳能光谱的利用率.CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br PSCs的最佳PCE为13.6%，且在25℃、20% RH环境下CsPb0.9 Zn0.1 I2 Br钙钛矿太阳能电池在400 h后仍然保持初始PCE的85%. ...
Hierarchy of interfacial passivation in inverted perovskite solar cells
1
2019
... 钙钛矿太阳能电池具有“三明治”结构，各层之间的接触界面有大量的缺陷和空位，为金属电极、卤化物离子的迁移以及水分的入侵提供了通道，产生严重的非辐射复合损失而降低器件的光电性能[83 ~88 ] .在CsPbI2 Br无机钙钛矿太阳能电池中水分子通过与钙钛矿薄膜表面的接触引起薄膜相变，降低器件的性能.因此，在钙钛矿太阳能电池结构中引入新的界面层可阻挡水分子的入侵和钝化表面和晶界的缺陷.与其他类型的钙钛矿不同，目前用于CsPbI2 Br钙钛矿界面优化的钝化材料较少.Lin等[89 ] 将三氧化钼插入spiro-OMeTAD与Ag电极之间，电池的结构如图5 a所示.MoO3 层的插入抑制了卤素离子向电极迁移，使器件的稳定性提高.但是，未封装器件在环境空气中120 min后的PCE只剩下初始值的63%，因为空气中的水分使器件的稳定性降低.Fu等[90 ] 将六边形碲化铋纳米片插入CsPbI2 Br与spiro-OMeTAD层之间形成了“FTO/c-TiO2 /m-TiO2 /CsPbI2 Br/Bi2 Te3 /spiro-OMeTD/Ag”结构.经过Bi2 Te3 处理的钙钛矿薄膜上表面的SEM照片，如图5 b所示.Bi2 Te3 均匀覆盖在钙钛矿薄膜表面减少了界面的缺陷态且阻挡了碘离子的迁移和水分的进入，使器件的光电性能和稳定性提高.插入Bi2 Te3 层的未封装器件在室温下放置50 d后其PCE保持初始值的70%，而未插入碲化铋层的未封装器件在大约20 d后其PCE衰减为0. ...
Stabilizing halide perovskite surfaces for solar cell operation with wide-bandgap lead oxysalts
2019
Enhanced photoelectrochemical water-splitting performance of semiconductors by surface passivation layers
2014
Double-sided surface passivation of 3D perovskite film for high-efficiency mixed-dimensional perovskite solar cells
2019
Highly efficient and stable perovskite solar cells via bilateral passivation layers
2019
Surface passivation of perovskite film for efficient solar cells
1
2019
... 钙钛矿太阳能电池具有“三明治”结构，各层之间的接触界面有大量的缺陷和空位，为金属电极、卤化物离子的迁移以及水分的入侵提供了通道，产生严重的非辐射复合损失而降低器件的光电性能[83 ~88 ] .在CsPbI2 Br无机钙钛矿太阳能电池中水分子通过与钙钛矿薄膜表面的接触引起薄膜相变，降低器件的性能.因此，在钙钛矿太阳能电池结构中引入新的界面层可阻挡水分子的入侵和钝化表面和晶界的缺陷.与其他类型的钙钛矿不同，目前用于CsPbI2 Br钙钛矿界面优化的钝化材料较少.Lin等[89 ] 将三氧化钼插入spiro-OMeTAD与Ag电极之间，电池的结构如图5 a所示.MoO3 层的插入抑制了卤素离子向电极迁移，使器件的稳定性提高.但是，未封装器件在环境空气中120 min后的PCE只剩下初始值的63%，因为空气中的水分使器件的稳定性降低.Fu等[90 ] 将六边形碲化铋纳米片插入CsPbI2 Br与spiro-OMeTAD层之间形成了“FTO/c-TiO2 /m-TiO2 /CsPbI2 Br/Bi2 Te3 /spiro-OMeTD/Ag”结构.经过Bi2 Te3 处理的钙钛矿薄膜上表面的SEM照片，如图5 b所示.Bi2 Te3 均匀覆盖在钙钛矿薄膜表面减少了界面的缺陷态且阻挡了碘离子的迁移和水分的进入，使器件的光电性能和稳定性提高.插入Bi2 Te3 层的未封装器件在室温下放置50 d后其PCE保持初始值的70%，而未插入碲化铋层的未封装器件在大约20 d后其PCE衰减为0. ...
Interface engineering of low temperature processed all-inorganic CsPbI2 Br perovskite solar cells toward pce exceeding 14%
3
2019
... 钙钛矿太阳能电池具有“三明治”结构，各层之间的接触界面有大量的缺陷和空位，为金属电极、卤化物离子的迁移以及水分的入侵提供了通道，产生严重的非辐射复合损失而降低器件的光电性能[83 ~88 ] .在CsPbI2 Br无机钙钛矿太阳能电池中水分子通过与钙钛矿薄膜表面的接触引起薄膜相变，降低器件的性能.因此，在钙钛矿太阳能电池结构中引入新的界面层可阻挡水分子的入侵和钝化表面和晶界的缺陷.与其他类型的钙钛矿不同，目前用于CsPbI2 Br钙钛矿界面优化的钝化材料较少.Lin等[89 ] 将三氧化钼插入spiro-OMeTAD与Ag电极之间，电池的结构如图5 a所示.MoO3 层的插入抑制了卤素离子向电极迁移，使器件的稳定性提高.但是，未封装器件在环境空气中120 min后的PCE只剩下初始值的63%，因为空气中的水分使器件的稳定性降低.Fu等[90 ] 将六边形碲化铋纳米片插入CsPbI2 Br与spiro-OMeTAD层之间形成了“FTO/c-TiO2 /m-TiO2 /CsPbI2 Br/Bi2 Te3 /spiro-OMeTD/Ag”结构.经过Bi2 Te3 处理的钙钛矿薄膜上表面的SEM照片，如图5 b所示.Bi2 Te3 均匀覆盖在钙钛矿薄膜表面减少了界面的缺陷态且阻挡了碘离子的迁移和水分的进入，使器件的光电性能和稳定性提高.插入Bi2 Te3 层的未封装器件在室温下放置50 d后其PCE保持初始值的70%，而未插入碲化铋层的未封装器件在大约20 d后其PCE衰减为0. ...
... [
89 ]、沉积不同厚度碲化铋纳米片的钙钛矿薄膜SEM图像以及SIM法合成2D/3D钙钛矿的工艺流程
[26 ] Schematic architecture of CsPbI<sub>2</sub>Br planar IPSCs inserted into MoO<sub>3</sub> interface layer<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R89">89</xref>]</sup> (a), SEM images of a) CsPbI<sub>2</sub>Br/BT1, b) CsPbI<sub>2</sub>Br/BT2 and c) CsPbI<sub>2</sub>Br/BT3 films<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R90">90</xref>]</sup> (b) and process of synthesis 2D/3D perovskite by SIM method<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R26">26</xref>]</sup> (c) Fig.5 ![]()
Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
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89 ] (a), SEM images of a) CsPbI
2 Br/BT1, b) CsPbI
2 Br/BT2 and c) CsPbI
2 Br/BT3 films
[90 ] (b) and process of synthesis 2D/3D perovskite by SIM method
[26 ] (c)
Fig.5 ![]()
Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
Bismuth telluride interlayer for all-inorganic perovskite solar cells with enhanced efficiency and stability
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2019
... 钙钛矿太阳能电池具有“三明治”结构，各层之间的接触界面有大量的缺陷和空位，为金属电极、卤化物离子的迁移以及水分的入侵提供了通道，产生严重的非辐射复合损失而降低器件的光电性能[83 ~88 ] .在CsPbI2 Br无机钙钛矿太阳能电池中水分子通过与钙钛矿薄膜表面的接触引起薄膜相变，降低器件的性能.因此，在钙钛矿太阳能电池结构中引入新的界面层可阻挡水分子的入侵和钝化表面和晶界的缺陷.与其他类型的钙钛矿不同，目前用于CsPbI2 Br钙钛矿界面优化的钝化材料较少.Lin等[89 ] 将三氧化钼插入spiro-OMeTAD与Ag电极之间，电池的结构如图5 a所示.MoO3 层的插入抑制了卤素离子向电极迁移，使器件的稳定性提高.但是，未封装器件在环境空气中120 min后的PCE只剩下初始值的63%，因为空气中的水分使器件的稳定性降低.Fu等[90 ] 将六边形碲化铋纳米片插入CsPbI2 Br与spiro-OMeTAD层之间形成了“FTO/c-TiO2 /m-TiO2 /CsPbI2 Br/Bi2 Te3 /spiro-OMeTD/Ag”结构.经过Bi2 Te3 处理的钙钛矿薄膜上表面的SEM照片，如图5 b所示.Bi2 Te3 均匀覆盖在钙钛矿薄膜表面减少了界面的缺陷态且阻挡了碘离子的迁移和水分的进入，使器件的光电性能和稳定性提高.插入Bi2 Te3 层的未封装器件在室温下放置50 d后其PCE保持初始值的70%，而未插入碲化铋层的未封装器件在大约20 d后其PCE衰减为0. ...
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90 ] (b) and process of synthesis 2D/3D perovskite by SIM method
[26 ] (c)
Fig.5 ![]()
Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
A high mobility conjugated polymer enables air and thermally stable CsPbI2 Br perovskite solar cells with an efficiency exceeding 15%
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2019
... Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
A facile surface passivation method for efficient inorganic CsPbI2 Br perovskite solar cells with efficiencies over 15%
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2020
... Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
有机铵盐表面稳定化CsPbI2 Br全无机钙钛矿
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2019
... Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
有机铵盐表面稳定化CsPbI2 Br全无机钙钛矿
1
2019
... Liu等[91 ] 将一种含有多种官能团的路易斯碱，N-烷基二酮吡咯并吡咯二噻吩并噻吩并[3,2-b]噻吩(DPP-DTT)溶入反溶剂氯苯并旋涂在钙钛矿层表面，DPP-DTT分子中具有强疏水作用的烷基链提高了钙钛矿器件的疏水性能；同时，DPP-DTT中有多个具有孤对电子的S、O原子，N原子与钙钛矿中欠配对的铅原子产生强相互作用形成共价键(已经XPS证实)，通过稳定钙钛矿的[PbI6 ]4- 结构稳定了处理后的钙钛矿薄膜的α 相，提高了晶体的结构稳定性.在25℃、30% RH的环境空气中放置22 d后，经DPP-DTT处理的未封装器件的PCE相对于初始值降低了5%，而未经DPP-DTT处理的器件则降低了15%.Zheng等[92 ] 在钙钛矿表面旋涂氟化钾(KF)做为钝化层，沉积的KF层主要分布在钙钛矿表面的晶界处钝化表面晶界缺陷，使薄膜的疏水性能明显提高.Zhao等[93 ] 采用碘化丁铵处理CsPbI2 Br薄膜的表面，长碳链在表面形成的有机分子层起疏水作用，避免了水分侵入钙钛矿层，使钙钛矿的湿度稳定性显著提高. ...
Ultrahydrophobic 3D/2D fluoroarene bilayer-based water-resistant perovskite solar cells with efficiencies exceeding 22%
1
2019
... 在2D钙钛矿中铅卤八面体排列形成的层状结构之间插入有机胺长链大分子，使薄膜具有优异的水稳定性.近年来，将2D结构的钙钛矿沉积在3D钙钛矿薄膜表面，既提高了钙钛矿膜的疏水性能又钝化了界面缺陷.目前应用于无机钙钛矿中的报道较少，而用于杂化钙钛矿的研究较多.例如，Liu等[94 ] 将2D钙钛矿(FEA)2 PbI4 沉积在3D钙钛矿表面，制备出具有高疏水性能的双层钙钛矿.氟苯单元的引入改善了空穴的提取性能，抑制了层间离子迁移.Zhu等[26 ] 报道了一种在CsPbI2 Br 3D钙钛矿表面自发形成2D钙钛矿的SIM方法，工艺流程如图5 c所示.在钙钛矿前驱体中加入溴化胍(GABr)，在结晶过程中GA+ 被推至膜表面与不饱和Pb结合生成超薄2D钙钛矿GA2 PbI4 ，避免了常规钝化法使用弱极性溶剂对3D钙钛矿的损伤和生成不可控的界面缺陷.用SIM法生成的2D钙钛矿钝化了界面缺陷，并提高了钙钛矿薄膜的疏水性能.将2D钙钛矿与3D钙钛矿结合提高水稳定性的方法，是将2D钙钛矿加入3D钙钛矿前驱体中作添加剂制备2D/3D混合维度钙钛矿，作为钝化层沉积在钙钛矿表面；也有人提出降低无机钙钛矿的维度制备2D Ruddlesden-Popper型(RP型)钙钛矿.Wang等[95 ] 用固体法合成全无机RP相卤化铅钙钛矿Cs2 PbI2 Cl2 ，在极端条件下比杂化钙钛矿表现出了更高的稳定性. ...
Cs2 PbI2 Cl2 , All-inorganic two-dimensional ruddlesden-popper mixed halide perovskite with optoelectronic response
1
2018
... 在2D钙钛矿中铅卤八面体排列形成的层状结构之间插入有机胺长链大分子，使薄膜具有优异的水稳定性.近年来，将2D结构的钙钛矿沉积在3D钙钛矿薄膜表面，既提高了钙钛矿膜的疏水性能又钝化了界面缺陷.目前应用于无机钙钛矿中的报道较少，而用于杂化钙钛矿的研究较多.例如，Liu等[94 ] 将2D钙钛矿(FEA)2 PbI4 沉积在3D钙钛矿表面，制备出具有高疏水性能的双层钙钛矿.氟苯单元的引入改善了空穴的提取性能，抑制了层间离子迁移.Zhu等[26 ] 报道了一种在CsPbI2 Br 3D钙钛矿表面自发形成2D钙钛矿的SIM方法，工艺流程如图5 c所示.在钙钛矿前驱体中加入溴化胍(GABr)，在结晶过程中GA+ 被推至膜表面与不饱和Pb结合生成超薄2D钙钛矿GA2 PbI4 ，避免了常规钝化法使用弱极性溶剂对3D钙钛矿的损伤和生成不可控的界面缺陷.用SIM法生成的2D钙钛矿钝化了界面缺陷，并提高了钙钛矿薄膜的疏水性能.将2D钙钛矿与3D钙钛矿结合提高水稳定性的方法，是将2D钙钛矿加入3D钙钛矿前驱体中作添加剂制备2D/3D混合维度钙钛矿，作为钝化层沉积在钙钛矿表面；也有人提出降低无机钙钛矿的维度制备2D Ruddlesden-Popper型(RP型)钙钛矿.Wang等[95 ] 用固体法合成全无机RP相卤化铅钙钛矿Cs2 PbI2 Cl2 ，在极端条件下比杂化钙钛矿表现出了更高的稳定性. ...
