近日,大连化物所太阳能研究部薄膜硅太阳电池研究组(DNL1606组)刘生忠研究员和杨栋研究员团队受邀发表了关于铯卤化物全无机钙钛矿太阳能电池的综述文章,概括了铯卤化物全无机钙钛矿电池的研究进展,并探讨了该领域当前面临的挑战,展望了未来的发展机遇。

相比于有机–无机杂化钙钛矿材料体系,通常以CsPbX3(X = Cl、Br、I)为代表的铯卤化物全无机钙钛矿材料具有更高的热稳定性和环境稳定性,并表现出高的吸收系数、适宜的带隙、较长的载流子扩散长度等光电特性,使其成为极具潜力的下一代光伏器件候选材料之一。
在本综述中,团队从无机钙钛矿的结构特征、晶体相及光电性能出发,讨论了无机钙钛矿薄膜常用的制备方法,包括溶液法、真空沉积法,以及二者结合的混合制备策略,并分析了不同制备工艺对薄膜质量和器件性能的影响。针对相不稳定性和缺陷形成等关键问题,团队介绍了近年来在组分工程、添加剂调控和界面修饰方面取得的重要研究进展。鉴于铅元素使用所带来的环境与健康风险,团队探讨了铋基、锡基和锑基等无铅钙钛矿材料体系的优缺点。此外,团队还总结了大面积及柔性全无机钙钛矿太阳能电池的研究进展,并分析了其在极端环境条件下的潜在应用前景。
刘生忠和杨栋团队长期致力于钙钛矿太阳能电池的研究,近年来在大面积钙钛矿组件和柔性钙钛矿电池方面取得了系列研究进展:开发了粘度调控策略(Joule,2025)、长程有序大面积钙钛矿薄膜制备技术(Nat. Synth.,2025)等提升了大面积钙钛矿组件的性能;发展了紫外电离表面缺陷修复法(Adv. Mater.,2023)、非接触热辐射退火技术(Adv. Mater.,2024)、界面“分子粘合剂”策略(Adv. Mater.,2025)等提升大面积柔性钙钛矿电池的效率和机械容忍性。
该综述以“High-Performance All-Inorganic Cesium Halide Perovskite Solar Cells”为题,发表在《化学综述》(Chemical Reviews)上。上述工作得到了国家自然科学基金、中国科学院B类先导专项“高效低成本大面积钙钛矿光伏电池研究”等项目的资助。
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