10月19日消息,一篇提交至arXiv(编号2610.26591)的研究提出了一种用于钙钛矿结晶过程模拟的零维群体平衡(population-balance)模型,将蒸发、化学反应与结晶三个过程耦合在同一框架内,研究对象为溶液法钙钛矿光电层的两步结晶路径。作者为K. Segadlo、O.J.J. Ronsin和J. Harting。

溶液加工钙钛矿光伏层的关键瓶颈在于:对蒸发如何与结晶路径耦合的理解有限,导致晶体形貌难以控制,而形貌直接决定太阳能电池的效率与稳定性。该模型旨在识别并调控这些机制,实现对目标晶形的筛选。

模型定位是"简单而通用"的零维框架:不追求全尺度空间分辨,而以群体平衡方程追踪晶核数量与尺寸分布演化,从而在低计算成本下复现蒸发诱导的结晶动力学。这对两步法(先沉积前驱体再转化)钙钛矿工艺的参数窗口设计具有直接指导意义。

从应用前景看,钙钛矿太阳能电池正处于GW级中试产线建设期,狭小工艺窗口是量产良率的主要障碍。机理模型若能与产线在线检测数据结合,可用于快速定位温升曲线、溶剂配比与形貌缺陷的对应关系。该工作目前为预印本,尚未经过同行评审。 (来源:arXiv)