我院吴季怀教授课题组近日在国际顶级期刊《Advanced Materials》发表题为"Suppressing Vacancy Defects and Grain Boundaries via Ostwald Ripening for High-Performance and Stable Perovskite Solar Cells”论文。《Advanced Materials》是美国Wiley出版社旗下的顶级期刊，当前影响因子为25.809。
在过去的十年里，钙钛矿太阳能电池（PVSC）作为一种有前途的新型光伏器件，其效率从3.8%提升到25.2%，经历了前所未有的快速增长。然而，PVSC的实际应用需要仍然受到稳定性和性能的限制，而内部缺陷和外部湿度敏感性是需要解决的两个关键问题。
图1. GdF3-氨基丁醇辅助的Ostwald成熟过程示意图。
在此，为了克服内部缺陷和外部湿度的双重困境，该研究设计了一种基于奥斯特瓦尔德（Ostwald）熟化的钙钛矿生长调控新策略。如图1所示，将无机盐GdF3引入到钙钛矿前驱体溶液，可改善晶体的生长钙钛矿。首先将含有GdF3的前体溶液旋涂在TiO2层上，随后使用具有氨基和羟基的氨基丁醇蒸气协助钙钛矿薄膜退火。氨基丁醇分子聚集更小钙钛矿颗粒，并通过其氨基和羟基作用附着在较大的颗粒上。因此，尺寸小的晶粒数量减少，较大晶粒的数量增加，形成晶粒大，晶界少的高品质钙钛矿薄膜。从而获得光电转化效率高达21.2%的PVSC（图2），并且具有良好的稳定性和较小的滞后现象。
图2. PVSC的光伏性能J–V曲线。
该研究工作在吴季怀教授（通讯作者）的指导下，由学院2018级博士研究生杨育倩（第一作者），王晓兵、郭琪瑶和刘旭萍等共同参与完成。该研究得到吴季怀教授主持的国家自然科学基金-海峡联合基金重点项目（U1705256）和国家自然科学基金项目（21771066、51972123）的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201904347
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