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随着我国工业化进程的推进，能源安全问题日益凸显。大量的论证和讨论表明，太阳能以其安全、不受地域限制、对环境影响小等特点，只需有效收集利用其中的一小部分，就可以极大地改变人们现有能源应用的布局。十三五期间，光伏产业规划将继续保持较快发展，并重点提高转换效率、降低成本，迫切需要人们在光伏领域的实验突破和理论探究。近年来，一种新型的钙钛矿太阳能电池受到国内外的广泛关注，被认为是最有发展和应用前景的太阳能电池技术。自2009年首次设计和研发以来，钙钛矿太阳能电池的实验室光电转换效率已由约3%增加到22%以上。为了进一步优化其性能，实现钙钛矿太阳能电池的产业化，人们需要更多地了解并掌握其内在的运作机制。

近日，上海科技大学物质学院的陈刚教授团队在钙钛矿薄膜的成膜机理研究方面取得了重要的进展。该研究应用同步辐射X射线掠入射衍射（GI-XRD）手段，原位实时地观测了钙钛矿薄膜的成膜过程，同时揭示了不同溶剂气氛下钙钛矿薄膜的转变过程，并通过对薄膜制备条件的调节，制得高效率的钙钛矿太阳能电池模型，实现了太阳能电池器件效率的优化。作为一项颠覆性的新型技术，钙钛矿太阳能电池技术在短期内得到了迅速地发展，为光伏产业带来了新的希望和发展机遇。研究发现，钙钛矿薄膜的品质在很大程度上决定了相应电池器件的性能。目前，科学家广泛使用一种“路易斯酸碱加合物”的方法制备高品质的钙钛矿太阳能薄膜；然而，其成膜机理尚不完全清楚，科研人员主要通过“试错法”投入大量的精力来优化薄膜的制备工艺。此外，钙钛矿薄膜的制备需要在手套箱中完成，在制备过程中难免会接触到各种溶剂气氛，从而影响薄膜的品质。

针对这一系列重要的问题，陈刚教授课题组应用同步辐射原位表征技术，并结合电子显微镜和原位傅立叶转换红外光谱等手段，首次揭示了钙钛矿薄膜成膜的整个过程，并研究了不同溶剂气氛对钙钛矿薄膜的影响。通过对原位实验结果的进一步分析，他们发现钙钛矿前驱溶液中DMSO的浓度对加合物的组分具有较大的影响；通过调节钙钛矿前驱溶液的组分，实现了对钙钛矿太阳能电池器件性能的优化。

该成果发表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是上海科技大学的助理研究员孟轲和博士生的吴龙龙。

该论文作者为：Ke Meng, Longlong Wu, Zhou Liu, Xiao Wang, Qiaofei Xu, Youdi Hu, Sanfeng He, Xiaolong Li, Tao Li, Gang Chen 

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

In Situ Real‐Time Study of the Dynamic Formation and Conversion Processes of Metal Halide Perovskite Films

Adv. Mater., 2018, 30, 1706401, DOI: 10.1002/adma.201706401

陈刚教授简介

陈刚，2000年毕业于中国科学技术大学物理系获学士学位，2007年于美国普渡大学获物理学博士学位；2007年－2011年在美国加州大学圣地亚哥分校物理系从事博士后研究，2011年－2012年，受聘于美国劳伦斯伯克利国家实验室的生物物理和材料部门，2012年10月以中科院“百人计划”引进海外杰出人才加入上海应用物理研究所任研究员，并于2013年入选中组部“青年千人计划”；2015年1月加入上海科技大学物质科学与技术学院。

http://www.x-mol.com/university/faculty/21425

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