記者2月18日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校徐集賢教授團(tuán)隊與合作者，針對鈣鈦礦太陽能電池中長期普遍存在的“鈍化—傳輸”矛盾問題，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。

在鈣鈦礦太陽能電池中，異質(zhì)結(jié)接觸問題帶來的非輻射復(fù)合損失已被證明是主要的性能限制因素。由于“鈍化—傳輸”矛盾問題的存在，超薄鈍化層納米級別的厚度變化都會引起填充因子和電流密度的降低。

研究團(tuán)隊提煉出的PIC接觸結(jié)構(gòu)方案，不依賴傳統(tǒng)納米級鈍化層和遂穿傳輸，而直接使用百納米級厚度的多孔絕緣層，迫使載流子通過局部開孔區(qū)域進(jìn)行傳輸，同時降低接觸面積。

團(tuán)隊通過PIC生長方式從常規(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現(xiàn)了這種納米結(jié)構(gòu)的制備，并首次實現(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現(xiàn)了鈣鈦礦成膜覆蓋率和結(jié)晶質(zhì)量的提高，對于大面積擴大化制備也很有意義。

《科學(xué)》雜志審稿人評價：“PIC結(jié)構(gòu)得到了很好的展示，并首次在空穴傳輸界面實現(xiàn)……這種方法將會對未來的局部鈍化技術(shù)研究產(chǎn)生重要影響。”

作者：吳長鋒 來源：科技日報 責(zé)任編輯：jianping