近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所太陽能光電轉(zhuǎn)化與利用全國重點實驗室聯(lián)合香港科技大學(xué)研究團(tuán)隊，在鈣鈦礦太陽能電池埋底界面工程領(lǐng)域取得重要突破。他們首創(chuàng)“溶劑化物晶體預(yù)晶種”策略，為實現(xiàn)高效、可規(guī)�；�生產(chǎn)的鈣鈦礦光伏組件帶來新希望。相關(guān)成果發(fā)表于《自然-合成》。

　　鈣鈦礦太陽能電池因兼具高效率和溶液加工的潛力，被譽為“下一代光伏技術(shù)”的有力候選。然而，在目前廣泛研究的倒置結(jié)構(gòu)電池中，底部界面難以控制的微觀缺陷，嚴(yán)重制約了電池性能與長期穩(wěn)定性，如同“地基不牢”影響整體建筑的穩(wěn)固性。如何讓輕薄、柔韌的鈣鈦礦太陽能電池既保持高效率，又能穩(wěn)定、均勻地大面積生產(chǎn)，是困擾學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界的核心難題。

　　為解決這一難題，研究團(tuán)隊獨辟蹊徑，開發(fā)出一種名為“晶體-溶劑化物預(yù)晶種”的通用性調(diào)控方法。該方法的核心在于，預(yù)先在基底上沉積一層特殊設(shè)計的低維鹵化物溶劑化物晶體作為“晶種”。這一策略為鈣鈦礦薄膜的生長提前搭建了“引導(dǎo)支架”，并在改善浸潤，均勻鋪展、引導(dǎo)生長，加速結(jié)晶、可控釋放，溫和退火等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　通過這一協(xié)同機(jī)制，研究人員成功在鈣鈦礦薄膜底部構(gòu)筑了致密、平整、結(jié)晶取向更佳的高質(zhì)量活性層，從根本上消除了常見的埋底界面孔洞和深晶界等缺陷。

　　團(tuán)隊進(jìn)一步將其與適合大規(guī)模生產(chǎn)的“狹縫涂布”工藝相結(jié)合，成功制備出入光面積達(dá)49.91平方厘米的鈣鈦礦太陽能微型組件，并獲得了23.15%的認(rèn)證效率，其從實驗室小電池到較大面積組件的效率損失率小于3%。

　　該研究不僅為攻克反式鈣鈦礦太陽能電池的界面瓶頸提供了一個高效、通用的解決方案，其提出的“晶體-溶劑化物預(yù)晶種”概念，還可通過改變組分衍生出多種功能化“晶種”，為鈣鈦礦乃至其他新型軟物質(zhì)半導(dǎo)體光電器件的精密制造開辟全新的技術(shù)路徑。（廖洋,張建鑫）

作者： 來源：光明網(wǎng) 責(zé)任編輯：jianping