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近日，《自然—光子學》在線發(fā)表了武漢大學與香港理工大學以及加州大學洛杉磯分校關于鈣鈦礦電池的合作研究成果。論文題為《多功能鈍化實現(xiàn)穩(wěn)定、低開路電壓損失的鈣鈦礦太陽能電池》。該研究方法有望拓展到倒置、介觀結構甚至疊層鈣鈦礦光伏器件中，有助于實現(xiàn)穩(wěn)定、低開路電壓損失的鈣鈦礦單節(jié)或多節(jié)太陽能電池，并為推進鈣鈦礦電池的發(fā)展提供了新思路。

據(jù)悉，有機—無機雜化鈣鈦礦具有優(yōu)異的光電性能，并且鈣鈦礦太陽能電池的認證光電轉換效率已經(jīng)超過25%，有望超過單晶硅太陽能電池的效率(26.7%)，進一步提高鈣鈦礦電池的效率和穩(wěn)定性，也有助于加速鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化進程。短路電流密度(JSC)、開路電壓(VOC)和填充因子(FF)是決定鈣鈦礦電池效率的三個重要參數(shù)。其中JSC和FF已經(jīng)取得了突破性的進展，VOC損失成為了限制鈣鈦礦電池效率的一個重要因素。通常來說，鈣鈦礦薄膜內和界面處的非輻射復合損失被認為是限制鈣鈦礦電池VOC的主要原因。

這項工作通過采用丁胺分子對三維鈣鈦礦表面的處理，一方面在三維鈣鈦礦表面形成了梯度能級分布的二維鈣鈦礦表面鈍化層;同時丁胺分子在熱動力學的驅動下自上而下擴散，在鈣鈦礦薄膜內的晶界處形成了二維/三維鈣鈦礦的本體異質結，從而有效降低了三維鈣鈦礦薄膜薄膜的面缺陷和體缺陷濃度。這種表面和體內的協(xié)同鈍化策略有效地降低了不同帶隙寬度鈣鈦礦薄膜中的非輻射復合損失。在1.63eV帶隙的鈣鈦礦電池中獲得了1.24V的VOC。在1.53eV帶隙的鈣鈦礦中獲得了23.78%的效率，VOC高達1.21V，第三方認證機構的測試效率為23.09%。該協(xié)同鈍化減少開路電壓損失策略被證明同樣適合于帶隙寬度為1.56eV和1.73eV的鈣鈦礦。同時，由于二維鈣鈦礦具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，基于這種方法制備的二維/三維鈣鈦礦電池，其穩(wěn)定性也得到了顯著提高。

原標題：新研究有望提高鈣鈦礦太陽能電池性能 推進鈣鈦礦電池發(fā)展