取向调控CsPbBr₃薄膜

绿色溶剂一步定向

全绿色溶剂体系中用乙二醇替代水制备CsBr溶液，同时实现CsPbBr₃薄膜的(121)择优取向与晶粒长大，克服了原有工艺取向差、晶粒小的局限。

曹小兵 · Zhaoqi, Zhang · Hao, Zhang · Jian, Zhou · Xuancheng, Zhou · Jianyong, Lin · 宋伟东 · 魏金泉

Materials Today Chemistry 2026

具体参数

认证光电转换效率

{'zh': '10.22', 'en': '10.22'} %

参照器件效率（H₂O基）

{'zh': '8.11', 'en': '8.11'} %

技术优势

取向一步到位

乙二醇作为CsBr溶剂，在旋涂后无需额外处理即得到高活性的(121)择优取向CsPbBr₃薄膜，替代原有(101)取向，电荷传输更高效。

晶粒长得更大

乙二醇基薄膜的晶粒相比水基薄膜明显长大，减少了晶界缺陷，有利于降低非辐射复合损失。

效率跃升2个百分点

得益于取向优化和晶粒增大，碳电极钙钛矿太阳能电池的最佳认证效率从8.11%提升至10.22%。

全程绿色无毒

整个制备流程使用聚乙二醇200、γ-丁内酯和乙二醇，彻底摒弃有毒溶剂，适合产业化放大。

应用场景

• 碳电极钙钛矿电池：提供高取向、大晶粒CsPbBr₃薄膜，直接用于碳电极器件，避免毒性溶剂。
• 室内光伏：CsPbBr₃的宽带隙和绿色制备工艺适合室内弱光能量收集，碳电极低成本适配。
• 自供电可穿戴设备：全绿色溶剂薄膜毒性极低，可集成于可穿戴设备实现自供电，无需外接电源。
• 柔性光电器件：低温溶液工艺可望拓展至柔性基底，绿色溶剂减少了对柔性衬底的化学损伤。