威尼斯官网9778818陈刚课题组首次揭示钙钛矿薄膜的成膜过程

近日，我校威尼斯官网9778818陈刚教授课题组在钙钛矿薄膜的成膜机理研究方面取得重要进展。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。日前，该成果以“In Situ Real-Time Study of the Dynamic Formation and Conversion Processes of Metal Halide Perovskite Films”为题，于知名学术期刊《Advanced Materials》上在线发表。光伏技术被广泛认为是解决人类能源危机的最有效手段之一。作为一项颠覆性的新兴技术，近年来，钙钛矿太阳能电池技术实现了长足发展，为光伏产业带来了新的希望和发展机遇。而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，科学家广泛应用一种“刘易斯酸碱加合物”的方法制备高品质钙钛矿太阳能薄膜；然而，因其成膜机理尚未完全清楚，科研人员主要通过“试错法”投入大量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，研究者发现，钙钛矿前驱溶液中DMSO的浓度对加合物的组分有较大的影响；课题组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。

该论文中，威尼斯官网9778818助理研究员孟轲博士与2014级博士研究生吴龙龙为文章共同第一作者，陈刚为通讯作者，上科大为第一完成单位。2015级博士生刘洲、王啸全程参与并做出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金、上海市科委、上科大启动经费及上海光源的大力支持。