福建江夏学院江琳沁教授/福州大学吴波教授团队合作研究成果发表
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低剂量异辛酸亚锡调控锡铅混合钙钛矿薄膜太阳能电池
WANG Y, XIONG H, HUANG X K, JIANG L Q, WU B, LI J S,YANG A J. Regulation of Low-dose Stannous Iso-octanoate for Two-step Preparation of Sn-Pb alloyed Perovskite Solar Cells. J. Inorg. Mater., DOI: 10.15541/jim20240191.
王煜，熊浩，黄孝坤，江琳沁，吴波，黎健省，杨爱军，低剂量异辛酸亚锡调控两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池，无机材料学报，2024 ，DOI: 10.15541/jim20240191.
内容介绍
锡铅(Sn-Pb)混合钙钛矿材料的带隙在1.1~1.3 eV范围内可调，可实现高效的可见光和近红外吸收，已成为制备单结电池和多结叠层底电池的理想材料。传统SnF2添加剂过量会导致非晶态相分离，在薄膜中形成微米级聚集体，不利于PCE和稳定性的提升。
福建江夏学院钙钛矿绿色应用福建省高校重点实验室江琳沁团队联合福州大学吴波团队发展了一种低剂量异辛酸亚锡(SnOct2)调控锡铅混合钙钛矿薄膜的方法。结果表明该添加剂可提高锡铅薄膜的结晶质量，使得薄膜平均晶粒尺寸达到850 nm，并减少晶界数量。添加SnOct2的薄膜在手套箱存放7 d后仍含有93.5%的Sn2+，且由于SnOct2具有优异的抗氧化性，使得添加SnOct2后器件的缺陷态密度更低，从7.20×1015 cm–3降低到4.74×1015 cm–3，抑制了非辐射复合。除此之外，SnOct2还改善了钙钛矿薄膜的表面能级。添加0.030 mmol SnOct2的Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池的PCE达到17.25%，较添加0.10 mmol SnF2的器件(11.63%)有显著提高；且在氮气中保存50 d后，PCE仍保存其初始值的70%以上。
本文亮点
1. 发展了一种低剂量新型添加剂异辛酸亚锡(SnOct2)调控锡铅混合钙钛矿薄膜的方法，成功制备高性能Sn-Pb混合钙钛矿太阳电池，研究成果在深入理解和推广两步法制备Sn-Pb 混合太阳电池方面具有重要的理论意义。
2. 低剂量SnOct2的添加提升Sn-Pb混合钙钛矿薄膜的抗氧化性及提高薄膜结晶质量，薄膜平均晶粒尺寸达到850 nm，晶界数量显著减少，相较于SnF2调控的锡铅混合钙钛矿器件，电池性能和稳定性显著提升，为实现Sn-Pb混合钙钛矿太阳电池生产应用提供关键技术指导。
同行评议
本文通过使用低剂量异辛酸亚锡替换常用高剂量添加剂氟化亚锡，系统研究了异辛酸亚锡对锡铅混合钙钛矿薄膜的成膜结晶、稳定性等方面的作用，其作用效果较为明显，有望取代目前的添加剂，对后续进一步提升锡铅混合钙钛矿太阳能电池的性能及稳定性具有较强的借鉴意义。
作者简介
通讯作者：吴波，福州大学材料科学与工程学院二级教授、博导，多尺度材料设计与应用实验室创始人，材料基因工程研究所所长，德国卡塞尔大学博士后及德国马普金属所博士后。研究团队从事跨尺度材料计算设计研究，模型和算法，聚焦金属材料和无机材料的精细结构与性能之间的关系。研究特色在于从金属材料物相结构与合金热力学角度，研究物相中原子择优占位行为，晶格畸变，间隙原子扩散力学、催化性能之间的关系，创新性地建立了一系列定量化和图像化描述成分复杂材料。
E-mail: wubo@fzu.edu.cn
通讯作者：江琳沁，福建江夏学院电子信息科学学院教授，欧盟玛丽居里学者。博士毕业于中科院上海硅酸盐研究所。同年作为Marie-Curie Experienced Researcher进入德国马普金属所，先后在法国图卢兹国家科学研究院、柏林同步光源Bessy实验中心及德国维尔茨堡大学开展研究工作。主要研究方向为能源光电领域和纳米材料等光能利用研究。目前带领研究团队致力于制备环境友好的绿色无铅/少铅钙钛矿材料，并拓展其在光伏电池、光电响应及相关领域的应用。
E-mail: linqinjiang@fjjxu.edu.cn
第一作者：王煜，福州大学先进制造学院研究生。研究方向为钙钛矿太阳能电池的制备及其性能研究。
E-mail：719351445@qq.com
期刊介绍
《无机材料学报》创刊于 1986 年，主要报道包括结构陶瓷材料、信息功能材料、能源与环境材料、生物材料等方面的最新研究成果 , 设有综述、研究论文和研究快报(英文)版块，目前已被SCI-E、EI、Scopus、CA、CSTPCD、CSCD、CNKI、CJCR等数据库收录，入选 “高质量科技期刊分级目录——材料科学-综合类”T1区和“无机非金属领域高质量科技期刊分级目录” T1区期刊。