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溶液法制备的钙钛矿薄膜的结晶演化对其性能和稳定性至关重要。然而，由于在退火过程中观察多晶团簇动力学存在实验上的挑战，全无机钙钛矿的结晶动力学仍知之甚少。
鉴于此，2025年12月12日陕西师范大学田庆文&刘生忠于《ACS Energy Letters》发文，题为“Crystallization Pathway Dictates Performance:Unraveling Microstructural Evolution toward Efffcient and Stable Inorganic Perovskite Solar Cells”。结果表明，增强的双香豆素(DIC)与钙钛矿前驱体的相互作用促进了DIC-Cs+[PbI3-xBrx]−(δ相)异质晶种的自发形成。这抑制了溶剂主导的中间相的形成，并促进了溶剂的挥发。有效扩散活化能从24.5 kJ/mol增加到26.9 kJ/mol，显著抑制了晶体生长。平均团簇生长速率从320 nm/s降低到237 nm/s。
所得CsPbI3-xBrx薄膜具有高结晶度、低陷阱密度和延长的载流子寿命，使其功率转换效率达到22.14%，并具有更佳的环境稳定性。这项工作提供了对团簇生长过程的直接原位研究，指导了利用异质晶种制备高质量全无机钙钛矿薄膜的方法。
研究亮点：
1.创新结晶调控机制：DIC与钙钛矿前驱体形成δ相异质晶种，强相互作用(结合能- 2.479 eV)抑制溶剂中间相生成，推动溶剂挥发，使有效扩散活化能提升至26.9 kJ/mol，实现“快速成核-缓慢结晶”。
2.高效缺陷钝化策略：DIC通过C-O/C=O协同作用钝化未配位Pb2+能- 1.699 eV)、-OH与碘形成氢键，使陷阱密度从9.59×1015 cm-3降至4.79×1015 cm-3.载流子寿命延长至236.64 ns。
3.效率稳定性双突破：小面积器件PCE达22.14%，1.0 cm²大面积器件达17.40%;未封装器件在环境条件下800小时保留96.2%初始效率，显著抑制δ相转变。
Wang, Z.; Xie, H.; Zhao, G.; Du, Y.; Zhang, J.; Zhang, B.; Li, R.; Zhou, T.; Yin, G.; Wang, K.; et al. Crystallization Pathway Dictates Performance: Unraveling Microstructural Evolution toward Efficient and Stable Inorganic Perovskite Solar Cells. ACS Energy Letters 2025.
DOI: 10.1021/acsenergylett.5c03143.
标签： 太阳能电池
