最近，中國科學院重點實驗室的研究員潘旭、田興友團隊與韓國成均館大學教授Nam-Gyu Park以及華北電力大學教授戴鬆元合作，首次發現陽離子分佈不均勻是影響鈣鈦礦太陽能電池性能的主要原因。他們成功製備出「均勻化」鈣鈦礦太陽能電池，光電轉換效率達到26.1%，認證效率為25.8%。這一研究成果日前在《自然》雜誌上發表。
潘旭在接受《中國科學報》採訪時表示，這項研究為提升高效、穩定的鈣鈦礦太陽能電池性能提供了明確的方向，對於推動其商業化發展具有重要意義。《自然》雜誌的一位審稿專家評價稱，這項工作為鈣鈦礦領域有效抑製離子相偏析提供了寶貴的見解，有助於推動鈣鈦礦太陽能電池的商業化。
鈣鈦礦太陽能電池在太陽能領域備受矚目，潘旭解釋道：「鈣鈦礦並非礦物質，而是一種具有高吸收和轉換效率的晶體結構，天生適合製備高效率太陽能電池。他指出，鈣鈦礦太陽能電池的效率提升是前所未有的，與晶矽太陽能電池相比，後者經歷了近80年才將效率從最初的3%提升到目前的26%。而鈣鈦礦太陽能電池只用了10多年，效率已經從3.8%提升到26%。除了高效率外，鈣鈦礦太陽能電池製作簡單、成本低廉在常溫下，將幾種化學物質混合在溶液中，然後像「刷牆」一樣將溶液刷在襯底上，就能得到鈣鈦礦薄膜。最後，加上電子傳輸層、金屬電極等功能層，一塊鈣鈦礦太陽能電池就製作完成。」
潘旭補充道：「這種太陽能電池非常薄，約1微米厚，相當於A4紙厚度的百分之一，這使得它可以輕巧地疊加在現有的晶矽太陽能電池上，同時保持優越的透光性和柔韌性，未來可能應用在航天航空和可穿戴設備上。」然而，儘管鈣鈦礦太陽能電池具有優越的性能，穩定性和戶外使用壽命仍然是挑，潘旭團隊的研究揭示了陽離子分佈不均勻的問題，並提出了「均勻化」陽離子相分佈策略，他們設計了一種添加劑，能夠同步陽離子的結晶速率並均勻排列，從而提升了鈣鈦礦太陽能電池的效能。
這項使用高解像度的技術，深入分析了鈣鈦礦薄膜內部的陽離子分佈情況，通過添加劑，他們實現了不同大小的陽離子同步結晶，解決了電子在薄膜內部通道中受到的阻礙，促進了電荷的傳輸。這項研究不僅為改進高效、穩定的鈣鈦礦太陽能電池性能提供了具體方向，還有助於加速其商業化發展。他強調：「科學研究應該是實用型的，對國民經濟和人民生活有實質影響的研究具有重要意義，他對未來的展望充滿信心，並表示將繼續探索改進型添加劑，以提升鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性。」
參考文獻及圖片來源：
很酷！26.1%光電轉換效率的鈣鈦礦電池誕生;https://portal.sina.com.hk/finance/sina/2023/11/20/633120/%E5%BE%88%E9%85%B7%EF%BC%8126-1%E5%85%89%E9%9B%BB%E8%BD%89%E6%8F%9B%E6%95%88%E7%8E%87%E7%9A%84%E9%88%A3%E9%88%A6%E7%A4%A6%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E8%AA%95%E7%94%9F/
中科院合肥物质科学研究院潘旭研究员来我校作学术报告;https://www.tiangong.edu.cn/2023/1011/c1220a88926/pagem.htm
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