新型墨水让钙钛矿太阳能板更高效易生产

钙钛矿墨水的稳定性对薄膜质量和器件性能至关重要，当前铯-甲脒铅三碘化物（CsxFA1−xPbI3）墨水因溶剂与铅卤化物配位过强，易发生团聚沉淀，导致保质期短（不足15分钟），难以大规模制备。本研究发现，溶剂的配位-分散平衡是墨水稳定性的关键：配位过强会引发团聚，分散不足则无法维持稳定。通过调控前驱体盐与溶剂的配位强度，研究团队开发出一种新型稳定钙钛矿墨水——将碘化铯（CsI）、甲脒碘化铵（FAI）和碘化铅（PbI2）溶解在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）与N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）的混合溶剂（体积比5.2:1）中。这种墨水在空气中的保质期长达10000分钟以上，远超传统溶剂体系。其稳定性源于NMP与前驱体盐的适中配位强度，减少了团聚沉淀；同时，DMF/NMP溶剂能有效调控墨水干燥和薄膜结晶过程，在环境条件下通过刮涂制备出均匀性优异、缺陷密度低的钙钛矿薄膜。这一改进使在空气中制备的p-i-n型钙钛矿迷你模块的孔径效率提升至23.5%（经独立认证为22.84%）。此外，器件耐久性显著提高，按照ISOS-L-2标准协议进行最大功率点跟踪测试，1700小时后仍能保持初始光电转换效率（PCE）的99%。