最近几年,有机-无机杂化钙钛矿材料因为其在高效率太阳电池中的出色表现而受到了广泛的关注。目前主流的合成方法中有效的合成方法主要为溶液沉积法和气相沉积法,然而这两种方法并不能有效解决合成过程中存在于薄膜质量、生长速率、体系复杂度和设备依赖度之间的矛盾,这些也限制了钙钛矿太阳电池进一步推向产业化应用。在本文的研究中,我们首次提出了钙钛矿材料的全电化学合成方法,并以此制备了具有一定尺寸规模的高效钙钛矿太阳电池,且制备的CH3NH3Pb I3(MAPb I3)钙钛矿薄膜的微观形貌和结构可以通过调制一些简单的电场物理参数进行有效的控制。此外,本项研究通过详细的光电性质表征揭示了所制备钙钛矿薄膜具有更好的薄膜质量和界面条件。我们还用足够的表征手法研究了电化学合成钙钛矿过程中钙钛矿薄膜的形成机理,并得出了目前为止最为合理的理论机理模型。更值得一提是因为电化学合成钙钛矿薄膜中独特的电流自退火效应,最后制备所得的钙钛矿材料已经拥有足够好的晶格结构,不需要额外的热退火过程,这可以将钙钛矿薄膜的制备时间从传统方法的小时级缩短到分钟级(2 min)。到目前为止,我们使用电化学方法制备的平面钙钛矿太阳电池已经获得了15.65%的转换效率,同时伴随着很小的电池回滞效应(电池测试条件为1 sun AM 1.5),同时因为通过电化学方法合成的钙钛矿材料相比于通过传统方法所获得的,具有更小的晶格结构和更高的密度,材料更高的紧致性使得所制备的太阳电池具有更好的大气环境测试稳定性。除此之外,电话学方法合成的钙钛矿薄膜具有非常的大面积均匀性,从而我们制备的大面积钙钛矿太阳电池(有效面积为2 cm2)也获得10.45%的高转换效率。我们认为这些成果有利于促进高效率应用型钙钛矿电池面向真正的产业化,同时也有利于其他多组分材料的合成方法与机理研究。