分会

第二十九分会：有机/钙钛矿光伏材料与器件

摘要

基于旋涂法制备的实验室规模钙钛矿太阳电池(PSCs)目前已经获得了符合商业化应用标准的性能。然而，基于半月板印刷制备技术，当PSCs的面积不断增大时(＞1.0 cm2)或更换柔性衬底时，由于器件面积或者衬底差异与制造技术之间的失配所造成的光电转换效率(PCE)损失趋于明显。实际上，当衬底尺寸超过1.0 cm2时，钙钛矿前驱体油墨水流平时胶粒的不均匀分布会加剧。粘滞阻力的增大加剧了胶粒的团聚效应，导致胶粒聚集在钙钛矿湿膜的前端和边缘。此外，由于液边处挥发速率的加快，钙钛矿胶粒迁移的粘滞阻力会进一步增大，说明被弱化的库埃特流动不足以诱导胶粒的有效迁移。因此，我们采用了一种具有有序硅柱阵列的模图案化刮刀(PSS)，以加速库埃特流动，从而抑制钙钛矿胶粒在半月板刮涂过程中的团聚。与平板刮刀(FSS)相比，由于在印刷钙钛矿前驱体墨水时的流体动力学干扰，引入了剪切应变和拉伸流，PSS可以有效地剪切团聚的钙钛矿胶粒。图案化刮涂显著增强了胶粒的流动性，显著缩短了胶粒在衬底上的留滞时间。因此，采用PSS制备的PSCs其PCE分别为21.12%(刚性器件)和20.08%(柔性器件)，且具有可忽略的迟滞效应。此外，由PSS工艺制备的PSCs其PCE仅损失了12.6% (1.01 cm2)，相反，参照器件的PCE则损失了34.7% (1.01 cm2)。同时，在大气条件下储存200天后，经PSS工艺制备的PSCs仍保留了93%的初始效率。

关键词

图案化刮涂;胶粒团聚;库埃特流动;效率损失

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