中国华侨大学的一组科学家研究了空气中水分对太阳能电池中间和最终钙钛矿薄膜的影响，并提出使用由一系列氮(N2) 保护的可控水分处理表征技术。

他们解释说，许多先前的报告声称，水分可以穿透大部分钙钛矿薄膜，破坏有机-无机相互作用，并产生不需要的碘化铅 (II) (PbI2 )，从而导致光伏特性的丧失。H2O 对钙钛矿的破坏作用归因于不可逆的水合过程，导致钙钛矿降解为 (PbI2 .)。然而，当 H2O 的剂量较低时，这种水合过程是可逆的，水合产物在干燥的气氛中会自发脱水。

代表性 N2 保护表征技术的示意图。

研究人员通过使用各种 N2填充舱保护和表征亚稳态钙钛矿样品来分析水分的影响。他们特别通过紫外可见光谱 (UV-vis)、稳态光致发光 (PL)、X 射线光电子能谱 (XPS)、X 射线衍射研究了湿钙钛矿薄膜在水分处理前后的演变(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、核磁共振 (NMR) 和热重分析 (TGA)。

他们发现加湿薄膜可以触发有机盐和 PbI 2之间的准固-固反应，实现 PbI 2 -有机盐复合物的快速均匀分布。因此，所得钙钛矿薄膜表现出更均匀的钙钛矿相，具有更大的晶粒和更高的结晶度。

他们制造了一个 0.2 cm 2太阳能电池，其中钙钛矿薄膜通过连续的两步沉积工艺制造，并通过将PbI 2溶液旋涂到由氧化铟锡和氧化锡 (ITO/SnO) 制成的基板上来获得 PbI 2薄膜。该电池基于Spiro-OMeTAD前体。在 100 mW cm -2照明下测试其效率和稳定性。最后，他们获得了接近 24% (23.93%) 的功率转换效率，并提高了开路电压和填充因子。此外，相应的设备在连续1日光照超过1200小时后仍能保持80%以上的初始效率，显示出强大的运行稳定性。

他们在最近发表在《自然通讯》上的论文“水分触发的快速结晶能够实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池”中描述了该设备。这项工作为在保护条件下研究亚稳态物质提供了一种可行的方法。他们总结道。