中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜太陽電池研究組研究員劉生忠團隊與陜西師范大學(xué)副研究員馮江山團隊合作，在大面積鈣鈦礦太陽電池研究方面取得進展?？蒲腥藛T采用真空沉積法并結(jié)合低溫退火策略制備出400cm2剛性和300cm2柔性高質(zhì)量甲脒基鈣鈦礦薄膜，并將此薄膜運用到蒸發(fā)甲脒基鈣鈦礦太陽電池上，獲得了文獻可查蒸發(fā)鈣鈦礦太陽電池的最高轉(zhuǎn)換效率。

近年來，采用溶液法制備鈣鈦礦太陽電池進展迅速，小面積鈣鈦礦太陽電池轉(zhuǎn)換效率已達25.5%。然而，溶液法制備技術(shù)很難實現(xiàn)大面積均勻制備、高通量連續(xù)生產(chǎn)，并且溶液法制備技術(shù)造成鈣鈦礦電池中存在溶劑殘留，進而影響鈣鈦礦太陽電池的穩(wěn)定性。

該工作采取真空交替沉積技術(shù)并結(jié)合低真空低溫退火策略，有效調(diào)控鈣鈦礦薄膜的形核和晶粒生長，在400cm2剛性和300cm2柔性基底上實現(xiàn)大尺寸、高致密、高質(zhì)量CsxFA1-xPbI3薄膜制備，結(jié)合Spiro-OMeTAD空穴傳輸層制備的鈣鈦礦太陽電池，轉(zhuǎn)換效率達21.32%，是文獻可查的真空法制備鈣鈦礦太陽電池的最高轉(zhuǎn)換效率。此外，科研人員結(jié)合真空法制備的空穴傳輸層，實現(xiàn)了全真空法制備鈣鈦礦太陽電池，轉(zhuǎn)換效率達18.89%。未封裝鈣鈦礦太陽電池可在空氣環(huán)境下暗態(tài)保存189天，效率提升1%，表明全真空法制備鈣鈦礦太陽電池具有較高穩(wěn)定性。研究表明，全真空法制備技術(shù)可以實現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽電池的大面積、高通量制備，對于推動鈣鈦礦太陽電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

相關(guān)研究成果以High-Throughput Large-Area Vacuum Deposition for High-Performance Formamidine-based Perovskite Solar Cells為題，發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上。論文第一作者為馮江山和大連化物所助理研究員焦玉驍。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（A類）“臨近空間科學(xué)實驗系統(tǒng)”、國家自然科學(xué)基金、中央高?；鸷椭锌圃褐R創(chuàng)新工程等的支持。

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真空沉積示意圖及剛、柔性甲脒基鈣鈦礦薄膜