2021年7月3日，中山大学吴武强教授、美国北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松教授 等人在Materials Today刊发表一篇综述，题目为‘Perovskite crystals redissolution strategy for affordable, reproducible, efficient and stable perovskite photovoltaics’，总结出一种低成本、可重复性高、高效稳定的钙钛矿太阳能电池 将钙钛矿晶体再溶解制备成器件1 。
钙钛矿商业化的重要因素之一就是成本 ，这本综述强调：将钙钛矿晶体重新溶解后来制备钙钛矿器件，不仅效率高，而且成本低！ 如下图1所示，钙钛矿太阳能电池发展极其迅速，十年多时间就实现了25.6%的效率。最近几年高效率的电池用的都是‘magnetic stirring’，也就是先用搅拌的方法获得钙钛矿晶体，然后将这种晶体重新溶解来制备薄膜，看似多此一举，但这种方法具有前所未有的优势！
晶体质量高
传统钙钛矿薄膜的制备方法：将两种原料AX和BX2 溶解在溶液中，然后反应生成钙钛矿ABX3 ；而重新溶解晶体的方法是先获得ABX3 晶体，然后再溶解为前驱液来制备钙钛矿薄膜。如下图2所示，传统方法的原料配位不均匀，最后获得的晶体存在多种结构，有些原料PbI2 的形状会被保留，说明结晶的不均匀性；而再溶解方法的前驱体分布均匀，和溶剂的配位良好，因此结晶得到的钙钛矿薄膜质量高、均匀且没有偏析。
除了铅钙钛矿的前驱液会出现这种现象，锡钙钛矿中这种现象更加明显。如下图3，当用传统的SnI2 +FAI来制备前驱液，吸收光谱明显弱于用晶体重新溶解的方法，并且重新溶解的方法的吸收截止边位置更加接近FASnI3 钙钛矿相。
图3.不同制备方法的锡钙钛矿前驱液吸收光谱和示意图 重新结晶的方法非常优异，那么在使用这种方法之前需要获得钙钛矿的晶体，本文也总结了不同钙钛矿晶体生长的方法。 如下图4所示，钙钛矿晶体的生长分为机械球磨法和化学法制备。球磨法比较简单，将原料放置在球磨罐中即可，无需使用溶剂。化学法制备的工艺多种多样，包括升温法、降温法、反溶剂法等等。
经过多年的发展，科研工作者对钙钛矿的生长已经非常有经验，不同钙钛矿组分适合的生长工艺不同。如下图5，这篇文章总结了不同制备工艺的优劣势，为工业化生产提供借鉴。
成本低
如下图6所示，传统方法制备钙钛矿薄膜对原料的要求极高，需要99.999%甚至更高的原料纯度；而晶体再溶解的方法对原料要求不高，低级别的原料也能生长出高质量的晶体，然后用这些高质量晶体再溶解来制备高质量薄膜，节约了大量的成本！ 具体的，传统方法制备的钙钛矿电池需要3724.45美元/m2 ，而晶体再溶解的方法只需要100.25美元/m2 。
制备出钙钛矿晶体，再溶解晶体来制备器件，看似多此一举，其实是一种经济、高效、可重复的方法。
W. Feng et al., Perovskite crystals redissolution strategy for affordable, reproducible, efficient and stable perovskite photovoltaics, Materials Today, (2021), https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.05.020
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