文章摘要
本研究针对钙钛矿太阳能电池(PSCs)中多晶薄膜因微应变和拉伸应变导致的稳定性不足问题,提出一种创新的“液相介质退火”(LMA)策略。研究背景在于传统退火工艺在形成高质量晶体的同时会引入残余应变,加速器件在温度波动下的疲劳失效。研究目的为开发一种能有效消除薄膜内微应变和拉伸应变的方法。通过引入1,4-丁烷磺内酰胺(BSA)添加剂,在退火时形成液相环境,促进晶界重建和晶体重新组织,获得大尺寸、无应变的钙钛矿晶粒。同时,液态BSA辅助空穴传输层分子在埋底界面形成保形缓冲层,将热失配引起的拉伸应变从88.21 MPa大幅降低至11.33 MPa。结论表明,该方法使太阳能电池实现了26.79%的能量转换效率(认证效率),并在严苛的加速老化测试(ISOS-V-2)中1000小时后保留95%的初始效率,以及在1500小时昼夜循环测试后保留98%的效率。该策略还成功推广至5×5 cm²组件,获得23.76%的稳态效率,展现了卓越的工业潜力,为钙钛矿太阳能电池的商业化提供了有效途径。
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