对高性能钙钛矿型光伏电池的蒸气辅助结晶控制，在环境大气中的效率超过18％

钙钛矿型光伏电池是近年来太阳能领域研究的热点，因其潜在的低成本和高能量转换效率（PCE），被认为是下一代太阳能电池的理想选择。钙钛矿材料具有优异的光电性质，易于通过溶液加工技术制备成薄膜。本文介绍了一种在环境大气中通过改进的蒸汽辅助沉积方法制备高质量钙钛矿薄膜的新技术，该技术突破了传统高真空环境沉积过程的限制，即使在高相对湿度环境下也表现出卓越的环境适应性。 钙钛矿型太阳能电池（PSCs）的发展迅速，其简单的制备工艺与传统薄膜太阳能电池如非晶硅（a-Si）、镉碲（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）等明显区分开来。目前，基于溶液旋涂的钙钛矿薄膜制备是最常见的沉积方法，常见的步骤有一步法和两步法。然而，在这种方法中，快速的晶体生长和低成核速率常常导致表面覆盖率低或薄膜均匀性差，这些问题是限制PSCs的功率转换效率（PCE）、光稳定性以及J-V滞后现象的主要因素。 为了解决这些问题，研究团队提出了在环境大气中进行的改进蒸汽辅助沉积方法。该方法的关键在于精确控制蒸汽-固相反应，从而制备出均匀、高质量的钙钛矿薄膜。通过对钙钛矿薄膜的结晶行为进行详细研究发现，其结晶过程高度依赖于在界面处的蒸汽扩散和反应以及通过提出的原位退火过程引起的薄膜再结晶。结果表明，这种在环境大气中制备的钙钛矿薄膜能够产生功率转换效率超过18%（最高值为18.90%）的高效钙钛矿光伏电池。 研究中还提到，为了实现高效率钙钛矿型光伏电池的制造，需要解决当前溶液旋涂技术中存在的表面覆盖率和薄膜均匀性问题。高真空环境下的沉积工艺在实验室环境中虽然能获得高效率的光伏电池，但其高昂的成本和复杂的设备限制了其在工业大规模生产中的应用。因此，开发一种能够在常压下操作的蒸汽辅助沉积方法对于钙钛矿太阳能电池的大规模商业化生产具有重要意义。 此外，研究团队在改进方法中还特别关注了高环境湿度对钙钛矿薄膜质量的影响。在高湿度（超过60%）条件下，仍然能保持钙钛矿薄膜的高性能，这对于简化生产过程和降低生产成本至关重要。 这项研究提出了一种创新的钙钛矿薄膜制备方法，该方法在保持高性能的同时，显著降低了生产成本和复杂性，为钙钛矿太阳能电池的商业化奠定了基础。研究结果不仅为钙钛矿太阳能电池的进一步发展提供了新的方向，也为其他类型太阳能电池的研究和应用提供了有益参考。