华东理工大学，Small：三步水辅助策略抑制Cs4PbBr6相构建高稳定性碳基可印刷CsPbBr3太阳能电池

第一作者：岑荣浩

通讯作者：武文俊*

单位：华东理工大学

众所周知，水一直被认为是钙钛矿在空气环境中降解的主要元凶之一。水分子作为钙钛矿的“天敌”，被绝大多数钙钛矿太阳能电池的研究者“拒之千里”。使得水分子对钙钛矿结晶积极作用的研究，面临重大挑战。但随着人们研究的深入，发现在一定湿度的环境下制备PSCs，有利于钙钛矿快速结晶，增强钙钛矿薄膜的重建，改善钙钛矿晶粒的生长。而同样地，H₂O分子对全无机钙钛矿CsPbBr₃晶体的生长也会产生积极的影响。为了将上述水分子对CsPbBr₃的积极作用应用于可印刷介观钙钛矿太阳能电池（p-MPSCs），进一步提升其结晶质量，我们首次提出了三步水辅助策略，通过低水含量的乙醇溶剂，对全无机钙钛矿CsPbBr₃进行三次同溶剂不同退火温度的再处理。研究发现，该处理工艺可有效消除两步法中CsBr的残留，抑制Cs₄PbBr₆相的产生，使钙钛矿薄膜变得更加致密、光滑，晶粒更大，也使所组装的器件表现出优越的稳定性。

近日，来自华东理工大学的武文俊副教授，在国际知名期刊Small上发表了一篇题为“Tri-Step Water-Assisted Strategy for Suppressing Cs₄PbBr₆ Phase in Printable Carbon-Based CsPbBr₃Solar Cells to Achieve High Stability”的研究论文。该论文研究首次发展了通过低水含量的乙醇，对全无机钙钛矿进行三次同溶剂不同退火温度的再处理工艺，可有效消除CsBr的残留，抑制Cs₄PbBr₆的产生，发展了全无机可印刷介观钙钛矿太阳能电池的三步水辅助策略。提出选择0.5%的最佳水含量，可有效改善CsPbBr₃的晶体质量，改善钙钛矿/碳界面和介孔填充效果。为高稳定性、高性能全无机可印刷介观钙钛矿太阳能电池的制备开辟了一条新的途径。

由于DMSO溶剂的存在会与PbBr2形成络合物，使结晶过程变得困难，缺陷增加。但为了防止由于反应过快导致的薄膜边缘损伤，在进行三步水辅助工艺的同时，同步开展了退火温度的优化，三步工艺中，分别使用150、250和470 ℃的退火温度，使晶体形貌控制和碳基可印刷CsPbBr₃太阳能电池的光电性能及稳定性达到最佳。为高性能碳基可印刷CsPbBr₃太阳能电池的组装发展了全新的制备工艺和优化策略。

Tri-Step Water-Assisted Strategy for Suppressing Cs₄PbBr₆ Phase in Printable Carbon-Based CsPbBr₃Solar Cells to Achieve High Stability