西安交大科研團隊在鈣鈦礦電池研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破

原標題：西安交大科研團隊在鈣鈦礦電池研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破

近日，西安交通大學物理學院先進功能材料與器件物理團隊的教授梁超聯(lián)合廈門大學教授張金寶團隊，在鈣鈦礦材料與器件物理研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。聯(lián)合團隊提出了一種全新的固態(tài)分子壓印退火策略，基于該技術(shù)制備的相關(guān)結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池，在光電轉(zhuǎn)換效率、長期穩(wěn)定性等方面性能幾乎無明顯衰減。近日，該成果在國際知名雜志《科學》發(fā)表。

鈣鈦礦光伏材料在器件效率上屢創(chuàng)紀錄，兼具高性能與低制造成本等顯著優(yōu)勢，為下一代太陽能電池的發(fā)展提供了新的方向。然而，器件制備過程中不可或缺的熱退火步驟，雖有助于促進晶體生長與結(jié)晶完善，卻往往伴隨表面缺陷增多和結(jié)構(gòu)退化等問題，尤其是表面碘空位缺陷在熱結(jié)晶過程中不可避免地產(chǎn)生，并作為“觸發(fā)源”誘發(fā)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)逐步降解。

聯(lián)合團隊相關(guān)負責人介紹，該過程還伴隨著晶格無序加劇、離子遷移增強以及不利的自摻雜效應(yīng)，最終導致器件性能和穩(wěn)定性顯著衰減，成為制約鈣鈦礦太陽能電池效率提升與長期穩(wěn)定性的瓶頸。

針對上述關(guān)鍵難題，聯(lián)合團隊運用全新的固態(tài)分子壓印退火策略，在不引入任何溶劑的條件下，實現(xiàn)對晶格結(jié)構(gòu)的分子尺度“原位約束”，從源頭阻斷熱誘導的結(jié)構(gòu)退化。通過這種方式，鈣鈦礦薄膜在結(jié)晶過程中實現(xiàn)了高結(jié)晶質(zhì)量與低缺陷密度的協(xié)同優(yōu)化，顯著提升了電荷輸運與收集效率。

聯(lián)合團隊介紹，此項研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費以及電工材料電氣絕緣全國重點實驗室等的資助。