Brief background

近年來， 室內光伏器件吸收建筑物內的LED和熒光燈的室內光源轉化為電能，為像傳感器，遠程執行器和健康檢測設備等物聯網電子設備供電而引起極大的關注。由于室內LED照明和室外太陽光的輻射光譜不同， 當理想吸光材料的帶隙在1.9eV時，室內光才能有效地被光伏器件吸收利用。由于無機鈣鈦礦CsPbI2Br的帶隙為1.9eV，并對熱，光和相變展現其穩定性， 所以被用于該室內光伏器件的研究中。

Problem addressed

雖然CsPbI2Br 鈣鈦礦材料在室內光伏器件具有很好的應用潛力。由于CsPbI2Br在有機溶劑中的溶解度有限，在薄膜制造過程中會引起快速沉淀，該過程中其成核速度大于晶體生長速度而起到主導作用，所以形成具有微晶和針孔狀表面粗糙且不均勻的薄膜層。

這種未經控制結晶速率的CsPbI2Br薄膜，因其晶面存在缺陷，容易產生載流子電荷堆積，導致光伏器件性能受限。因此，我們提出一種通過控制結晶速率來提高CsPbI2Br的成膜均勻性和可重現性，并開發出高性能的室內鈣鈦礦光伏器件。

Major highlights

為了控制結晶過程，韓國高麗大學 Sang Hyuk Im教授團隊將二甲基碘化銨添加在鈣鈦礦前體溶液中以改善CsPbI2Br的溶解度。二甲基碘化銨作為晶體生長調節劑可以有效減慢結晶過程來誘導鈣鈦礦晶體在(110)的平面內定向生長。在后續的抗溶劑和退火過程中，二甲基碘化銨會被消除。

該方法制備的CsPbI2Br鈣鈦礦薄膜表現出更大的晶粒尺寸。由于晶界的減少，改善其界面缺陷多的問題。最后優化二甲基碘化銨在溶液中的比重并制作了室內光電器件。該器件在室內LED燈1000照度條件下，小面積器件（0.096cm2）的功率轉化效率可達到35.22%，而大規模集成模塊的轉化效率則可達到29.80%。

文章信息：

Seongyun Choi,Hyong Joon Lee,Jin Hyuck Heo,Sang Hyuk Im，Efficient inorganic CsPbI2Br perovskite indoor photovoltaics demonstrated via slower crystallization by incorporated dimethylammonium iodide，EcoMat, 2022; e12303.

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/eom2.12303

審核編輯：劉清