近年來，采用溶液法制備鈣鈦礦太陽電池取得很大進展，小面積鈣鈦礦太陽電池轉換效率已達25.5%。然而，溶液法制備技術很難實現(xiàn)大面積均勻制備、高通量連續(xù)生產(chǎn)，并且溶液法制備技術會造成鈣鈦礦電池中存在溶劑殘留，進而影響鈣鈦礦太陽電池的穩(wěn)定性。

本工作采取真空交替沉積技術并結合低真空低溫退火策略，有效調控鈣鈦礦薄膜的形核和晶粒生長，在400cm2剛性和300cm2柔性基底上實現(xiàn)大尺寸、高致密、高質量CsxFA1-xPbI3薄膜制備，結合Spiro-OMeTAD空穴傳輸層制備的鈣鈦礦太陽電池，轉換效率達21.32%，是文獻可查的真空法制備鈣鈦礦太陽電池的最高轉換效率。此外，合作團隊還結合真空法制備的空穴傳輸層，實現(xiàn)了全真空法制備鈣鈦礦太陽電池，轉換效率達18.89%，未封裝鈣鈦礦太陽電池可在空氣環(huán)境下暗態(tài)保存189天，效率提升1%，展示了全真空法制備鈣鈦礦太陽電池具有較高的穩(wěn)定性。

該研究表明，全真空法制備技術可以實現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽電池的大面積、高通量制備，對于推動鈣鈦礦太陽電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

相關研究成果以題為“High-Throughput Large-Area Vacuum Deposition for High-Performance Formamidine-based Perovskite Solar Cells”發(fā)表在《能源與環(huán)境科學》(Energy&Environmental Science)上。該工作的第一作者是陜西師范大學馮江山副研究員和我所DNL1606組焦玉驍助理研究員。上述工作得到中科院A類先導專項“臨近空間科學實驗系統(tǒng)”、國家自然科學基金、111工程基金、中央高校基金和知識創(chuàng)新工程等項目的資助。(文/圖 王輝)