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環境下交變場控制鈣鈦礦的光伏性能

發布時間：2020-08-28 作者：Giruy 分享到：

近年來，雜化金屬鹵化物鈣鈦礦以其在高吸光度、高載流子遷移率、帶隙可調等方面的優勢，在**的光電子器件中發揮著越來越重要的作用。然而，鈣鈦礦太陽電池要進入下一步的產業化，環境穩定性還存在很大的挑戰。為了生長更加優質的鈣鈦礦薄膜，以提高其穩定性，主流的化學試劑處理方法，除了繁瑣的工藝外，還存在產生對環境污染的化學廢液；并且它們的形成強烈依賴于由濃度梯度確定的機械力或熱擴散，材料組分或形式的任何變化都可能導致后處理甚至整個方法的巨大差異。對于可擴展、穩定和適用的設備而言，這是不可避免的障礙。

為了解決這一難題，上海交通大學太陽能研究所沈文忠教授、劉洪博士課題組首次在環境條件下采用低頻交變電場（AEF）實現了鈣鈦礦太陽電池19.08%的轉換效率，并且器件體現出**的穩定性。研究團隊開發了一種新穎而又簡便易行，且不會產生多余有毒廢液的綠色物理場調控AEF法。通過調控物理場，可以**地影響鈣鈦礦晶粒、晶疇尺寸。不僅如此，場強還可以對微晶的織構和晶格常數產生**的影響；更為重要的是，離子運動也同薄膜形態和結構的變化相互得到驗證，最后得到了更大晶粒，更小缺陷的鈣鈦礦薄膜；空氣中，MAPbI3的反式結構（P-I-N）器件中，通過匹配器件的能帶結構，實現19.08%的效率；并且與對照樣品相對比，AEF器件穩定性也得到了很大的提高。

基于這項研究，作者揭示了AEF輔助粒子運動在鈣鈦礦成核中的重要性，為生長出優質的鈣鈦礦薄膜開辟了一種新的途徑。相關論文近日以back cover形式發表在Advanced Functional Materials上（DOI: 10.1002/adfm.202004652）。論文**作者為博士研究生程振東，劉洪博士和沈文忠教授為該論文的共同通訊作者。

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