研究目的
为解决钙钛矿太阳能电池（PSCs）中采用乙腈（ACN）溶解双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐（LiTFSI）时导致的钙钛矿薄膜腐蚀问题，通过探索极性更小的替代溶剂（如异丙醇（IPA））来提升PSCs的性能与稳定性。
研究成果
用异丙醇（IPA）替代乙腈（ACN）作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）中双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）的溶剂，可减轻钙钛矿薄膜的腐蚀，减少缺陷和非辐射复合，从而提升器件性能与稳定性。采用IPA-螺环器件的冠军功率转换效率（PCE）达19.43%，证实了溶剂工程对提高PSC效率与耐久性的有效性。
研究不足
该研究聚焦于钙钛矿太阳能电池的溶剂工程方面，未探究其他潜在的降解机制，也未研究除环境测试之外不同环境条件下的长期稳定性。
1：实验设计与方法选择：
采用溶剂工程策略寻找适合替代乙腈（ACN）溶解双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）的溶剂，测试了极性较小的多种醇类（甲醇、乙醇和异丙醇）。
2：样品选择与数据来源：
使用含LiTFSI的不同溶剂溶液（ACN、MT、ET、IPA）处理钙钛矿薄膜，观察其对薄膜质量和器件性能的影响。
3：实验设备与材料清单：
材料包括碘化铅（PbI?）、碘化铯（CsI）、溴化铅（PbBr?）、溴化甲铵（MABr）、碘化甲脒（FAI）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、氯苯（CB）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、磷酸三丁酯（TBP）、乙腈（ACN）、MT、ET、IPA、螺-OMeTAD和FTO基底；设备包括太阳能模拟器、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、紫外-可见-近红外分光光度计、荧光光谱仪和电化学工作站。
4：实验步骤与操作流程：
制备钙钛矿薄膜并用不同LiTFSI溶液处理，制备器件并测试其性能与稳定性。
5：数据分析方法：
测量并比较性能指标（光电转换效率PCE、开路电压VOC、短路电流密度JSC、填充因子FF），通过形貌与光谱分析评估薄膜质量和载流子动力学。
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PbI2
TCI
Used in the preparation of perovskite precursor solution.
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CsI
TCI
Used in the preparation of perovskite precursor solution.
-
PbBr2
Xian Polymer Light Technology Corp
Used in the preparation of perovskite precursor solution.
-
MABr
Xian Polymer Light Technology Corp
Used in the preparation of perovskite precursor solution.
-
FAI
Xian Polymer Light Technology Corp
Used in the preparation of perovskite precursor solution.
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DMF
Sigma-Aldrich
Solvent used in the preparation of perovskite precursor solution.
-
DMSO
Sigma-Aldrich
Solvent used in the preparation of perovskite precursor solution.
-
CB
Sigma-Aldrich
Solvent used to dissolve spiro-OMeTAD.
-
LiTFSI
Sigma-Aldrich
Additive used in the spiro-OMeTAD solution to improve conductivity and hole mobility.
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TBP
Sigma-Aldrich
Additive used in the spiro-OMeTAD solution to control morphology and improve film homogeneity.
-
ACN
Sigma-Aldrich
Solvent used to dissolve LiTFSI before adding to spiro-OMeTAD solution.
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MT
Shanghai Aladdin Chemical Reagent Co., Ltd
Alternative solvent tested for dissolving LiTFSI.
-
ET
Shanghai Aladdin Chemical Reagent Co., Ltd
Alternative solvent tested for dissolving LiTFSI.
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IPA
Shanghai Aladdin Chemical Reagent Co., Ltd
Alternative solvent tested for dissolving LiTFSI, found to be effective in reducing perovskite film degradation.
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spiro-OMeTAD
Luminescence Technology Crop, Taiwan, China
Hole-transporting material used in perovskite solar cells.
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FTO
Pilkington
Conductive glass substrate used in the fabrication of perovskite solar cells.
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