
9月,一种全新气相氟化处理技术显著提高了钙钛矿太阳能电池稳定性,同时解决了传统液相处理方法在制备大面积模组时效率和稳定性难以协同的问题。该技术为钙钛矿太阳能电池大规模生产和商业化奠定基础。

钙钛矿太阳能电池的稳定性一直是商业化最大障碍。钙钛矿材料对水分、氧气、热敏感——暴露在空气中几小时性能就下降。为了稳定化,研究团队开发了各种表面处理方法。但传统液相处理(浸泡、旋涂)有个问题:在小面积实验室电池上效果很好,放大到大面积模组时,液体处理难以均匀覆盖大面积,而且液体溶剂可能腐蚀已经制备好的层。结果是小电池稳定了,大模组反而不稳定。
气相氟化处理从根本上解决了大面积均匀性问题。氟化处理的目的是在钙钛矿表面引入氟离子——氟与钙钛矿表面未配位铅离子结合,形成稳定的Pb-F键,钝化表面缺陷并提高疏水抗水能力。但传统液相氟化需要将氟化物溶解在溶剂中涂覆。气相法直接将含氟气体通入反应腔,气体分子均匀扩散到整个大面积钙钛矿表面——无论模组多大,气体都能均匀到达每个位置。气相处理不需要液体,不腐蚀下层,工艺干净可控。
气相氟化技术对钙钛矿组件量产有直接价值。钙钛矿组件从实验室走向产业化的核心瓶颈就是大面积稳定性——小电池效率做到25%以上,但大面积组件在户外暴露几百小时就衰减。气相处理与卷对卷制造兼容,可以在连续生产线上在线处理。这项技术不仅适用于太阳能电池,其原理也可以扩展到钙钛矿发光二极管(LED)和钙钛矿探测器——这些器件同样需要表面钝化和稳定性。













