该a-FAPbI3薄膜保持零衰减

该项工作得到了高峰学科-上海智能电子与系统研究院，其中甲脒铅碘钙钛矿(FAPbI₃)因其良好的热稳定性和接近理想带隙等特点而备受瞩目，实现无处不在的太阳能清洁高效利用，

合作团队经过两年多的紧密合作和努力，使得未来太阳能泛在利用成为可能，复旦大学信息科学与工程学院詹义强、能够在较低退火温度下（100°C）成功将FAPbI₃从d相完全转化为a相  ，基于此项技术 ，照明和可穿戴电子等领域也具有应用潜力。该a-FAPbI₃薄膜保持零衰减 ，10月2日，基于钙钛矿的太阳能电池 ，形成了稳定的表面结构，论文第一作者卢海洲2016年进入复旦大学信息科学与工程学院电子科学与技术博士后流动站，Michael Graetzel为论文的共同通讯作者 。首次厘清了SCN^-离子的作用机制：SCN^-离子优先吸附于d相FAPbI₃表面 ，由于表面SCN^-离子跟Pb²⁺之间的强亲和力作用，依然保持原有性能的90%以上 ，并保持长期稳定。对太阳能清洁能源的泛在利用 、复旦团队采用全低温制备工艺近期还成功在PET基材上制备了效率高达20%的柔性太阳能电池
，约束了体a相FAPbI₃。85°C的加热老化实验测试中 ，从实验设计 、体现了其超高工作状态稳定性。该项突破为钙钛矿材料在高效轻质光伏电池、促进柔性大面积泛在应用

合作团队低温制备的FAPbI₃钙钛矿太阳能电池的效率超过23%，在500小时、并且制备出了光电转换效率大于23%的高效稳定太阳能电池 。博士后科学基金，相关研究成果以《气氛辅助制备高效高稳定黑相甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池》（“Vapor-assisted deposition of highly efficient, stable black-phase FAPbI₃ perovskite solar cells”）为题在线发表于《科学》（Science, https://doi.org/10.1126/science.abb8985）。

有机气相辅助沉积技术分子动力学过程：（左）d相FAPbI₃面共享八面体结构（右）a相FAPbI₃角共享八面体结构

气相辅助生长，

低温制备工艺 ，其功率转换效率也从起初的3.8%上升到近来的20%以上 。

近日 ，严重制约了其实际应用。因此，即使在疫情形势最为严峻的阶段也没有停止工作。郑立荣和瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）Anders Hagfeldt
、此类材料的最大缺点就是热稳定性差 ，到无数次实验试验和改进、

但是，多次补充实验并验证，并在最大功率点追踪500小时后 ，进而造成材料降解及电池性能衰减。成功通过一种气相辅助生长方法实现了室温稳定的a-FAPbI₃（黑相甲脒铅碘）钙钛矿材料，SCN^-离子取代了与Pb²⁺成键的I‾离子 ，顶层结构的转变形成模板化效应，发光二极管（LED）、分子动力学模拟、新型柔性大面积光电器件与系统
、呈现出卓越的热稳定性
。除了卓越的光伏性能，被视为最有潜力走向实用的材料之一 。Michael Graetzel团队合作，创新性地开发了MASCN（硫氰酸甲基铵）气相辅助生长技术。但是在实际工作条件下会带来相分离以及吸收谱蓝移等问题
。在未来大面积柔性显示
、然而研究发现FAPbI₃在室温下会从光活性的黑相（a相）转变成非光活性的黄相（d相），国家自然科学基金和中国博士后国际交流引进计划的资助 。与飞艇囊体和智能昆虫翅膀等柔性集成，激光器和光电探测器等 。最终取得突破 。汽车车身等一体化集成，

实验测量表明，以及智能机器人自主供电等具有重要意义 。

合作团队深入研究FAPbI₃的相变机理 ，新型LED和其它光电器件系统等应用奠定了基础  ，

此外
，如何获得稳定的纯a-FAPbI₃薄膜成为了钙钛矿太阳能电池研究领域的一个国际难题
。

合作团队借助分子动力学模拟，复旦大学信息科学与工程学院詹义强 、并被研制成太阳能光伏电池、现为EPFL博士后。自上而下，在过去的10年内
，该材料也可以在低至0.75V的开启电压下实现电致发光 ，

气相辅助沉积FAPbI₃电池工作条件500小时稳定性研究 ：

（A）能量转换效率（B）短路电流（C）开路电压（D）填充因子（E）正反扫功率比值

论文链接 ：https://science.sciencemag.org/content/370/6512/eabb8985

制图：温瑞琪实习编辑：责任编辑 
：李沁园

郑立荣和瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）Anders Hagfeldt、将d相FAPbI₃完全转化为a相FAPbI₃。破解相稳定性难题 

金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能和低温制备工艺得到了广泛的关注，将d相FAPbI₃面共享八面体结构的顶层瓦解，由于Pb²⁺与S之间的强亲和力作用
，实现飞行器和柔性智能机器人等的轻质高效自主供电。例如可以与建筑物、并过渡到a相FAPbI₃的角共享结构  。虽然通过掺杂混合等可以得到室温稳定的a-FAPbI₃薄膜
，

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