研究目的
开发一种简便有效的策略，通过顺序沉积法制备高质量的大晶粒三阳离子钙钛矿薄膜，以解决该领域此类方法的缺失问题。
研究成果
CsPbI3-IPG策略通过顺序沉积法为制备具有优异光照和湿度稳定性的高质量大晶粒钙钛矿材料提供了新思路，该方法可轻松推广至其他三阳离子或四阳离子钙钛矿材料的组分工程。
研究不足
在PbI2薄膜中引入过量的δ-CsPbI3前驱体（>10%）会导致δ-钙钛矿的形成，这会严重损害器件的光伏性能和稳定性。
1：实验设计与方法选择
首次采用δ-CsPbI3中间相生长（CsPbI3-IPG）辅助的顺序沉积法，将可控铯引入(FAPbI3)1–x(MAPbBr3)x钙钛矿中，以增大钙钛矿晶粒尺寸、调控结晶过程、调节带隙并提升最终钙钛矿薄膜的稳定性。
2：样品选择与数据来源
制备不同δ-CsPbI3中间相含量的钙钛矿薄膜，系统研究其光伏性能。
3：实验设备与材料清单
材料包括SnO2胶体分散液、碘化铅(PbI2)、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、异丙醇、氯苯(CB)、乙腈(ACN)、4-叔丁基吡啶(TBP)、甲脒碘化物(FAI)、碘化铯(CsI)、溴化铅(PbBr2)、溴化甲铵(MABr)、氯化甲铵(MACl)、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐(Li-TFSI)、Co(III)-TFSI(FK209)及Spiro-OMeTAD(99.8%)。设备包括X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计、光致发光系统、FluoTime 300光谱仪、共聚焦激光扫描显微镜、外量子效率测试系统及电流-电压特性测量装置。
4：实验流程与操作步骤
钙钛矿太阳能电池结构为FTO/SnO2/钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Au。钙钛矿层通过两步旋涂法制备：先在SnO2-FTO基底上沉积含PbI2的PbI2或CsPbI3前驱体混合溶液，再旋涂FAI/MABr/MACl混合溶液并进行退火处理。
5：数据分析方法
通过AM 1.5G模拟光照下的电流-电压特性测量评估光伏性能，采集外量子效率曲线，并在持续光照和高湿度条件下测试器件稳定性。
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Dimethyl sulfoxide
DMSO
Sigma-Aldrich
Used as a solvent in the preparation of perovskite films.
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N,N-dimethylformamide
DMF
Sigma-Aldrich
Used as a solvent in the preparation of perovskite films.
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IPA
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Used in the preparation of perovskite films.
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chlorobenzene
CB
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of Spiro-OMeTAD mixture solution.
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acetonitrile
ACN
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of Spiro-OMeTAD mixture solution.
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4-tertbutylpyridine
TBP
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of Spiro-OMeTAD mixture solution.
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SnO2 colloidal dispersion
tin (iv) oxide, 15% in H2O colloidal dispersion
Alfa Aesar
Used as a precursor solution for the fabrication of perovskite solar cells.
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Lead (II) iodine
PbI2
TCI
Used in the preparation of perovskite films.
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Formamidinium iodide
FAI
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of perovskite films.
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cesium iodide
CsI
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of perovskite films.
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lead (II) bromide
PbBr2
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of perovskite films.
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methylammonium bromide
MABr
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of perovskite films.
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methylammonium chloride
MACl
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of perovskite films.
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bis(trifluoromethane) sulfonimide lithium salt
Li-TFSI
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of Spiro-OMeTAD mixture solution.
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Co(III)-TFSI
FK209
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of Spiro-OMeTAD mixture solution.
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Spiro-OMeTAD
99.8%
Xi’an Polymer Light Technology
Used in the preparation of Spiro-OMeTAD mixture solution.
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