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钙钛矿薄膜材料因其合适的带隙宽度、高的载流子迁移率、较长的扩散长度和较高的摩尔消光系数得到了快速的发展,其能量转化效率在短短的七年时间内由最初的3.8%提升至22.1%。但是,随着产业化脚步的推进,钙钛矿太阳电池固有的毒性和稳定性等问题应当被赋予更多的关注,所以发展高效的无铅/少铅钙钛矿太阳电池将具有非常重要的意义。在所有的铅的替代元素中(铋、锑、钴和锡等),锡元素受到了广泛的关注,因为他们具有相似的离子半径(锡1.35?,铅1.49?),这样就可以保证在替换后不会发生明显的晶格畸变。尽管钙钛矿材料中的锡元素被证明并不是完全的无毒,也会在发生分解后造成周围环境PH值的下降从而带来环境污染的问题。但是,这个问题同样存在于纯铅钙钛矿太阳电池中。除此之外,相较于重金属铅元素,锡元素较为容易从人体内清除,具体的数据为锡元素从体内排出的时间小于400天,而铅元素会超过20年。所以,发展锡基钙钛矿太阳电池是解决目前钙钛矿太阳电池铅毒性的重要解决途径。但是,目前虽然国内外已经有部分关于无铅/少铅钙钛矿太阳电池的报道,但是其能量转换效率普遍偏低,与纯铅钙钛矿太阳电池依然相差较大。这主要是因为含锡的钙钛矿薄膜结晶速率非常快,即使在室温下也会快速结晶,导致薄膜生长动力学过程难以有效控制,并最终导致薄膜成膜质量较低。这篇论文中,我们引入溶剂工程,生成中间配合物Pb I2/SnI2(DMSO)x,再通过分子交换生成CH3NH3Pb1-xSnxI3钙钛矿薄膜,以此来抑制锡基钙钛矿薄膜的结晶速率,进而更有效的控制薄膜生长的结晶动力学过程,最终在基于CH3NH3Pb0.75Sn0.25I3制备倒置结构的少铅钙钛矿电池器件获得了14.12%的最高光电转换效率。随后,我们研究了锡元素的引入对薄膜及器件载流子输运的影响机制,发现由于Sn元素易被氧化的特性容易导致薄膜及器件中载流子复合几率增加,寿命降低,进而影响器件性能。最后我们通过在前驱液中添加C60,在薄膜生长中生成阳离子中间配合物,获得了表面形貌均匀的CH3NH3Pb0.75Sn0.25I3钙钛矿薄膜,分布在晶界处的C60不仅起到钝化晶界的作用,而且能够提升电池器件的空气稳定性。