近日，西安電子科技大學(xué)集成電路學(xué)部郝躍院士團(tuán)隊(duì)教授張春福、博士柴文明、副教授朱衛(wèi)東等人合作在Nano-Micro Letters（中國(guó)科學(xué)院I區(qū)TOP期刊，IF=31.6) 上發(fā)表最新研究成果。

由于較高的光吸收和載流子遷移率與較低的制造成本，鈣鈦礦太陽(yáng)電池（PSCs）引起了光伏領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，PSCs的最高光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%提升到了27%，接近單晶硅電池。然而有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦的熱穩(wěn)定性較差，限制了其商業(yè)化的進(jìn)展，因此提出了全無(wú)機(jī)CsPbX3鈣鈦礦。其中CsPbI3鈣鈦礦具有出色的熱穩(wěn)定性和在鈣鈦礦-晶硅疊層器件中的巨大應(yīng)用潛力，被認(rèn)為是光伏領(lǐng)域最有發(fā)展?jié)摿Φ牟牧现?。在低溫和濕度較高的環(huán)境中，黑相（1.73 eV）易于向帶隙較寬的非鈣鈦礦δ-相轉(zhuǎn)變，會(huì)降低器件的穩(wěn)定性，因此高濕度環(huán)境中的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性仍是當(dāng)前CsPbI3電池面臨的最大挑戰(zhàn)。

西安電子科技大學(xué)供圖

針對(duì)上述問(wèn)題，張春福教授團(tuán)隊(duì)提出利用鑭系化合物（TbCl3）改善Me-4PACz的潤(rùn)濕性和光電性能，調(diào)控埋底界面同時(shí)實(shí)現(xiàn)晶粒生長(zhǎng)控制和界面工程，制備高質(zhì)量、穩(wěn)定的CsPbI3薄膜。

作為最有希望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的下一代新型光伏產(chǎn)品，鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)電池技術(shù)引起了廣泛關(guān)注，但是界面能量損耗和穩(wěn)定性提升一直是制約商業(yè)化鈣鈦礦/晶硅疊層電池生產(chǎn)的掣肘難題。為此，研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于高效率、穩(wěn)定全無(wú)機(jī)鈣鈦礦和鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)電池制備技術(shù)研究，得到了多類(lèi)型高質(zhì)量全無(wú)機(jī)鈣鈦礦薄膜沉積工藝和器件組裝技術(shù)。

該技術(shù)主要借助目前被廣泛應(yīng)用的鑭系化合物，通過(guò)對(duì)薄膜結(jié)晶動(dòng)力學(xué)和埋底界面的精準(zhǔn)調(diào)控，為高質(zhì)量全無(wú)機(jī)鈣鈦礦薄膜沉積技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了新的發(fā)展思路和策略，也為高效、穩(wěn)定鈣鈦礦和鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)電池器件制備提供了新的理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)支持。(李媛)