深圳新闻网2024年2月13日讯（深圳特区报首席记者 焦子宇）近日，南方科技大学2021级硕士研究生朱培德在教授指导下，成功揭示了水相合成钙钛矿晶体前驱体的纯化机制，为制备高效太阳能电池、大幅降低原料成本提供了重要支持，并将其研究成果在《科学》杂志发表。据悉，这是南科大自主培养的硕士研究生首次在国际顶级学术杂志以第一作者身份发表论文。

当前，尽管钙钛矿太阳能电池具有低成本制备和高能量转换效率（26.1%）的潜力，但其钙钛矿层中的缺陷一直是实现高效率的主要挑战。为解决这些由钙钛矿前驱体引起的内在问题，钙钛矿薄膜的前驱体材料已经逐渐由单体混合的技术路线开始转向预先合成钙钛矿晶体原料的技术路线。基于此，该研究团队成功地开发了使用水作为溶剂合成钙钛矿前驱体的方法，并深入研究了水相合成钙钛矿晶体的纯化机制。该研究不仅为钙钛矿晶体合成建立了溶剂筛选标准，还建立了钙钛矿晶体原料评价方法。

在这项研究中，团队成功通过水相合成获得了高纯度的甲脒碘化铅（FAPbI3）晶体，其纯度平均值可达99.994%。这一成果通过使用低成本、低纯度的原材料，实现了公斤级的规模化生产，成本比商业PbI2和甲胺碘化物低两个数量级。此外，团队进一步证明，水溶剂去除前驱体中的杂质是晶体纯度提高的主要原因。

通过使用这些经过纯化的前驱体材料，该团队在反式结构的钙钛矿太阳能电池中取得了25.6%（认证值25.3%）的光电转换效率（PCE），并在连续模拟太阳辐照1000小时后仍然保持了94%的初始PCE。这项研究的成功为未来高效太阳能电池的制备提供了重要技术支持，为可再生能源领域的发展注入新活力。