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來源：凱爾測控試驗(yàn)系統(tǒng)（天津）有限公司 2024年10月16日 14:47

獲得高質(zhì)量微米級鈣鈦礦厚膜是實(shí)現(xiàn)高效和穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池的關(guān)鍵，但仍然存在諸多挑戰(zhàn)。北京大學(xué)

朱瑞、龔旗煌、北京航空航天大學(xué)羅德映教授、牛津大學(xué)Henry J. Snaith教授、劍橋大學(xué)Samuel D. Stranks教授和寧波東方理工大學(xué)（暫名）韓兵助理教授為論文的共同通訊作者報道了一種通過形成相干晶界來生產(chǎn)高質(zhì)量、微米厚鈣鈦礦薄膜的有效方法，在穩(wěn)定的大氣中，高米勒指數(shù)的晶粒生長在低米勒指數(shù)的晶粒上。

所得到的微米厚的鈣鈦礦薄膜，具有增強(qiáng)的晶界和晶粒，表現(xiàn)出穩(wěn)定的材料性能和優(yōu)異的光電性能。

小面積太陽能電池的生產(chǎn)效率為26.1%。

1平方厘米和5 cm×5 cm的微型模塊提供的生產(chǎn)效率分別為24.3%和21.4%。

2024年10月14日，相關(guān)研究成果以Coherent growth of high-Miller-index facets enhances perovskite solar cells為題，發(fā)表在Nature上。北京大學(xué)物理學(xué)院現(xiàn)代光學(xué)研究所2021級博士研究生黎順德、2021屆畢業(yè)生蘇睿博士、牛津大學(xué)肖云博士、劍橋大學(xué)許衛(wèi)東博士為該論文的共同第一作者。

圖文導(dǎo)讀

圖1、調(diào)控高密勒指數(shù)晶面及相關(guān)機(jī)制。（a）短路電流密度隨鈣鈦礦薄膜厚度變化的理論與實(shí)驗(yàn)值；（b）微米厚鈣鈦礦薄膜的X射線衍射圖譜；（c）時間分辨光致發(fā)光譜；（d）DFT計算得到不同晶面取向鈣鈦礦的表面能；（e）不同化學(xué)勢條件下的表面能。

圖2、原子尺度高分辨率冷凍透射電子顯微鏡（Cryo-TEM）圖像及相干晶界。（a）鈣鈦礦[211]晶帶軸與[001]晶帶軸軸之間相干晶界的高分辨冷凍電鏡圖像；(b)相干晶界的放大圖；（c）對應(yīng)的快速傅里葉變換（FFT）圖案；（d）相干晶界的理論原子模型。

圖3、電池光電轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定性。（a—c）0.07cm2電池、1cm2電池以及迷你模組的最高光電轉(zhuǎn)換效率；（d）電池穩(wěn)定性。

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