宽带隙（WBG）钙钛矿（带隙范围1.65-1.80 eV）在钙钛矿叠层太阳能电池中至关重要，与窄带隙吸收材料（如晶体硅、铜铟镓硒或其他钙钛矿）结合，可提高效率。然而，目前用于WBG钙钛矿制备的溶剂（如DMF和DMSO）存在问题DMF有毒且不适合大规模生产，而纯DMSO虽环保，但其低蒸汽压限制了均匀大面积薄膜的制备。因此，需要开发绿色溶剂体系，以解决WBG钙钛矿中铯（Cs⁺）和溴（Br⁻）盐的低溶解性，同时确保高结晶性和均匀性。CHEM21标准将溶剂按安全性和环保性分为推荐、问题、危险和高危类别。DMF等有毒溶剂被归为高危，应避免使用；而DMSO和乙腈（ACN）被推荐为绿色溶剂，前者溶解钙钛矿前驱体，后者通过高蒸发速率加速结晶。此外，研究表明，ACN与DMSO组合的溶剂体系在单结钙钛矿中表现优异，但目前研究多集中于～1.50 eV带隙的FAPbI₃钙钛矿，鲜有针对WBG钙钛矿的研究，这限制了其在叠层电池中提升效率的潜力。 在此，南京大学谭海仁教授、肖科联合维多利亚大学Makhsud I. Saidaminov教授提出了一种由DMSO和乙腈（ACN）组成的绿色溶剂体系，可有效溶解上述盐类，并通过添加乙醇防止前驱体降解，延长溶液加工时间窗口。使用该绿色溶剂混合物，作者成功制备出刮涂工艺的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其功率转换效率分别达到19.6%（1.78 eV）和21.5%（1.68 eV）。此外，本文还展示了面积为20.25 cm²的全钙钛矿叠层太阳能组件，其功率转换效率达到23.8%。更重要的是，作者在环境空气中成功沉积了宽带隙钙钛矿，并使用相同绿色溶剂制备了窄带隙钙钛矿，进一步验证了环保制备工艺的可行性。相关成果以“Scalable fabrication of wide-bandgap perovskites using green solvents for tandem solar cells”为题发表在《Nature Energy》上，南京大学2021级博士生段晨阳、博士后高寒、博士后肖科和加拿大维多利亚大学博士生Vishal Yeddu为论文的共同第一作者。
这是继谭海仁教授课题组继10月14日发表《Nature》后的又一大作。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
北京市化学工业协会 天津市石油和化工协会 辽宁省石油和化学工业协会 内蒙古石油和化学工业协会 重庆市石油与天然气学会 河北省石油和化学工业协会 山西省化学工业协会 吉林省能源协会 黑龙江省石化行业协会 浙江省石油和化学工业行业协会 安徽省石油和化学工业协会 福建省石油和化学工业协会 江西省石油和化学工业协会 河南省石油和化学工业协会 湖北省石化行业协会 湖南省石油化学工业协会 广东省石油和化学工业协会 海南省石油和化学工业行业协会 四川省化工行业协会 贵州省化学工业协会 云南省化工行业协会 陕西省经济联合会 甘肃省石化工业协会 青海省化工协会
电话：协会：025-8799064 学会：025-86799482
会员服务部：025-86918841
信息部：025-86910067
传真：025-83755381
邮箱：jshghyxh@163.com
邮编：210019
地址：南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
增值电信业务经营许可证：苏B2-20110130
备案号：苏ICP备13033418号-1
