在高效鈣鈦礦太陽能電池perovskite solar cells (PSCs) 中，對於降低因鈣鈦礦雜質引起的缺陷密度來説，高純度前驅體材料precursor materials是至關重要的。

      近期，南方科技大學材料科學與工程系科研團隊在Science上發文，提出了水相合成的鈣鈦礦微晶，作為鈣鈦礦太陽能電池PSCs的前驅體材料。

      該項方法，實現了公斤級的大規模生産，並從廉價的低純度原料合成了純度高達99.996%，平均值為99.994±0.00 15%碘化甲脒鉛mamidinium lead iodide (FAPbI3) 微晶。在水溶液中，減少最大雜質鈣離子，也可能會最大限度減少載流子阱狀態，從而降低器件性能。

      利用這些純化的前驅體，在倒置鈣鈦礦太陽能電池PSC中，實現了25.6%（25.3%認證）功率轉換效率power conversion efficiency (PCE)，並且在50°C溫度時，連續模擬1000小時太陽光照後，保留了94%初始功率轉換效率PCE。

圖1. 甲脒碘化鉛FAPbI3鈣鈦礦微晶的水相合成。

圖2. 水相合成鈣鈦礦微晶的純化。

圖3. 鈣鈦礦薄膜的成核和晶化過程。

圖4. 載體傳輸機制。

圖5: 鈦礦太陽能電池perovskite solar cells，PSC特性。

      鈣鈦礦太陽能電池Perovskite solar cells具有高缺陷容限，但薄膜前體中，雜質和非化學計量具有有限的功率轉換效率。

      該項研究報道了甲脒碘化鉛微晶的水相合成，提供了一種不使用有機溶劑而獲得高純度前體的低成本途徑。該合成路線，最小化電荷載流子陷阱的雜質離子（如鈣）形成。