中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近日，上海科技大學(xué)物質(zhì)學(xué)院陳剛教授課題組在鈣鈦礦薄膜的制備和原位表征方面再次取得重要進(jìn)展。他們創(chuàng)新性地使用丁胺氣體對(duì)三維鈣鈦礦薄膜進(jìn)行表面處理，獲得二維三維復(fù)合結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦薄膜；同時(shí)利用同步輻射原位X射線(xiàn)表面掠入射衍射技術(shù)深入研究了表面二維材料的結(jié)構(gòu)、成分和生長(zhǎng)機(jī)理；通過(guò)將結(jié)構(gòu)優(yōu)化的二維三維復(fù)合鈣鈦礦薄膜應(yīng)用于光伏器件中，獲得了高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。目前，該成果以“In Situ Observation of Vapor-Assisted 2D-3D Heterostructure Formation for Stable and Efficient Perovskite Solar Cells”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Nano Letters。

X光原位觀測(cè)丁胺氣體引導(dǎo)的鈣鈦礦薄膜由三維向二維結(jié)構(gòu)演變的藝術(shù)展示

作為一種新興的光伏技術(shù)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率迅速提升，但是，如何制備大面積且穩(wěn)定的電池器件是其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中面臨的主要問(wèn)題。已有研究表明，在傳統(tǒng)的三維鈣鈦礦表面進(jìn)行二維結(jié)構(gòu)修飾有助于提升鈣鈦礦的效率和穩(wěn)定性。在這些表面處理的工藝中，最常見(jiàn)的方法是在鈣鈦礦薄膜上旋涂長(zhǎng)鏈有機(jī)鹽溶液。然而，旋涂溶液法不可避免地破壞薄膜表面的形貌，且該方法不適用于制備大面積的電池器件。

科研人員將此工藝應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制備，在提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的同時(shí)，也顯著提高了其穩(wěn)定性。研究人員進(jìn)一步研究了三維/二維復(fù)合結(jié)構(gòu)鈣鈦礦薄膜的能級(jí)，發(fā)現(xiàn)二維復(fù)合物層在光伏器件中可以阻止光生電子從三維鈣鈦礦向空穴傳輸層的反向轉(zhuǎn)移，同時(shí)保證了空穴的高效轉(zhuǎn)移，由此提升了器件的效率。這一氣體輔助處理法有望運(yùn)用于大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的組裝和制備。

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