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記者2月18日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校徐集賢教授團(tuán)隊(duì)與合作者，針對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中長(zhǎng)期普遍存在的“鈍化—傳輸”矛盾問(wèn)題，提出了一種命名為PIC（多孔絕緣接觸）的新型結(jié)構(gòu)和突破方案，實(shí)現(xiàn)了p-i-n反式結(jié)構(gòu)器件穩(wěn)態(tài)認(rèn)證效率的世界紀(jì)錄，并在多種基底和鈣鈦礦組分中展現(xiàn)了普遍的適用性。相關(guān)研究成果17日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。 在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，異質(zhì)結(jié)接觸問(wèn)題帶來(lái)的非輻射復(fù)合損失已被證明是主要的性能限制因素。由于“鈍化—傳輸”矛盾問(wèn)題的存在，超薄鈍化層納米級(jí)別的厚度變化都會(huì)引起填充因子和電流密度的降低。 研究團(tuán)隊(duì)提煉出的PIC接觸結(jié)構(gòu)方案，不依賴傳統(tǒng)納米級(jí)鈍化層和遂穿傳輸，而直接使用百納米級(jí)厚度的多孔絕緣層，迫使載流子通過(guò)局部開(kāi)孔區(qū)域進(jìn)行傳輸，同時(shí)降低接觸面積。 團(tuán)隊(duì)通過(guò)PIC生長(zhǎng)方式從常規(guī)“層+島”模式向“島狀”模式的轉(zhuǎn)變，成功利用低溫低成本的溶液法實(shí)現(xiàn)了這種納米結(jié)構(gòu)的制備，并首次實(shí)現(xiàn)了空穴界面復(fù)合速度從60厘米/秒下降至10厘米/秒，以及25.5%的單結(jié)最高效率。這種性能的大幅改善在多種帶隙和組分的鈣鈦礦中都普遍存在，展現(xiàn)了PIC廣泛的應(yīng)用前景。PIC結(jié)構(gòu)在多種疏水性基底都實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦成膜覆蓋率和結(jié)晶質(zhì)量的提高，對(duì)于大面積擴(kuò)大化制備也很有意義。 《科學(xué)》雜志審稿人評(píng)價(jià)：“PIC結(jié)構(gòu)得到了很好的展示，并首次在空穴傳輸界面實(shí)現(xiàn)……這種方法將會(huì)對(duì)未來(lái)的局部鈍化技術(shù)研究產(chǎn)生重要影響。” |
