北京大学周欢萍团队在Science期刊发表题为“Nonalloyed α-phase formamidinium lead triiodide solar cells through iodine intercalation”的研究论文，Yu Zhang为第一作者，周欢萍为通讯作者。
核心亮点：本文开发了一种动力学调节策略来制造高质量、稳定的非合金α-FAPbI3薄膜，并辅以共生挥发性碘嵌入和脱嵌。基于这种非合金化α-FAPbI3（不含其他外在组成离子）的太阳能电池实现了>24%的功率转换效率。并表现出优异的耐用性，在85±5°C的照明条件下运行超过1100小时后，仍能保持其原始功率转换效率的99%。
甲脒三碘化铅（FAPbI3）被认为是高性能单结太阳能电池最具竞争力的吸收层材料，但其存在复杂的结晶动力学和热力学亚稳定性问题，并且制备非合金和高质量的α-FAPbI3钙钛矿薄膜被证明是困难的。挑战包括与非光活性δ-FAPbI3相比，α-FAPbI3具有较高的成核障碍，FAI的质量传递限制以及与α相降解相关的对水分敏感性，这通常导致薄膜晶体质量低和稳定性差。
为了解决这个问题，北京大学周欢萍团队开发了一种动力学调节策略来制造高质量、稳定的非合金α-FAPbI3薄膜，并辅以共生挥发性碘嵌入和脱嵌。碘的嵌入促进了角共享Pb-I框架构建块的形成，并降低了α-FAPbI3形成的动力学障碍，而碘脱嵌则提高了最终钙钛矿薄膜在成分纯度和整体均匀性方面的质量。基于这种非合金化α-FAPbI3（不含其他外在组成离子）的太阳能电池实现了>24%的功率转换效率。该器件还表现出优异的耐用性，在85±5°C的照明条件下运行超过1100小时后，仍能保持其原始功率转换效率的99%。
本研究强调了非合金化FAPbI3（不含其他离子如MA+、Cs+、Br−和SCN−）对钙钛矿材料内在稳定性的重要性，并揭示了碘化学如何动态调节亚稳态钙钛矿和其他具有软离子晶格的光电材料的形成路径。
本文来源：DOI：10.1126/science.ads8968