研究目的
详细探究钙钛矿界面，揭示其界面结构与钙钛矿太阳能电池效率及迟滞现象的关联。
研究成果
该研究提供了坚实的理论基础，并为设计和制造高性能钙钛矿太阳能电池指明了有益方向。同时强调未来研究需要结合原位掠入射X射线衍射（GIXRD）与传统表征方法的多功能联合表征技术。
研究不足
该研究受限于同步辐射掠入射X射线衍射（GIXRD）技术的技术约束，以及钙钛矿薄膜制备工艺需要进一步优化。
基于上海光源掠入射X射线衍射技术揭示钙钛矿薄膜界面工程与成膜机制助力高效太阳能电池
DOI：10.1016/j.mtadv.2020.100068
期刊：Materials Today Advances
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
有机-无机杂化钙钛矿作为极具前景的光捕获材料，近期已成为光伏领域科研与开发的热点。特别是金属卤化物钙钛矿，凭借超过25%的认证效率记录，目前已成为制备太阳能电池最具竞争力的候选材料之一。尽管效率优异，但许多基础问题仍未阐明，需从材料和器件层面解决——如稳定性较弱、重现性较差、易受水氧及热因素影响而降解等。最新研究表明，界面工程对调控载流子行为和生长高质量无缺陷钙钛矿晶体至关重要，从而有助于提升器件性能与运行稳定性。然而，载流子传输层与钙钛矿活性层间的界面相互作用机制尚未得到足够重视。深入探究钙钛矿界面并明确其界面结构与器件效率及迟滞效应的关联已迫在眉睫。
依托上海同步辐射光源（SSRF），我们建立了先进的钙钛矿光伏器件制备与原位测试系统，基于离线/在线掠入射X射线衍射（GIXRD）技术发展了一系列特色表面衍射分析方法，并报道了大量关于钙钛矿光伏薄膜结晶行为的同步辐射新成果。我们的核心研究旨在通过同步辐射GIXRD技术，结合定制微型在线手套箱（水氧含量<c(H2O,O2)<1 ppm）及温湿度控制设备，深度原位解析钙钛矿薄膜生长动力学，为高性能钙钛矿太阳能电池的设计制备提供坚实理论基础与方向指引。此外，未来研究必须将原位GIXRD与同步辐射束线站常规表征方法联用的多功能联合表征技术提上日程，这将极大促进对钙钛矿异质结薄膜成核、微晶化及降解机制更全面直观的理解，进而从分子层面优化功能材料的化学合成策略。
作者：
Y. Yang，L. Yang，S. Feng
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