低壓化學氣相沉積（CVD）是一種有前景的金屬鹵化物鈣鈦礦光伏制造技術，因為它具有低制造成本、保形覆蓋和工業規模制造的高可擴展性。然而，由于缺乏對反應動力學的了解，太陽能電池的性能落后于溶液處理的電池。近日，武漢理工大學魯建峰通過跟蹤各種半原位表征的氣固反應，揭示了離子擴散機理，研究了CVD過程中鈣鈦礦的形成和晶體生長過程。
本文要點：
1) 研究發現，Cs+可以沿著鈣鈦礦晶格遷移，并在最終鈣鈦礦薄膜的垂直方向上均勻分布，甚至改變了CsBr和PbI2在固體源中的沉積順序，而這種順序會顯著影響鈣鈦礦的生長動力學和帶隙。在PbI2之前沉積CsBr會導致無機前體更快地轉化為鈣鈦礦相，從而產生更寬的帶隙鈣鈦礦。
2) 最后，作者使用全氣相沉積工藝制備了半透明鈣鈦礦電池，其效率為18.7%，在連續運行200小時后，其性能保持在初始性能的約94%。此外，使用這種全氣相沉積工藝，作者實現了單片鈣鈦礦硅疊層太陽能電池26.9%的效率。
Yuxi Zhang et.al Low Pressure Chemical Vapor Deposited Perovskite Enables all Vacuum-Processed Monolithic Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells Adv. Energy Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/aenm.202405377
