記者近日從中國科學技術大學獲悉，該校徐集賢教授團隊與合作者針對鈣鈦礦太陽電池中長期普遍存在的“鈍化-傳輸”矛盾問題，提出新型結構和突破方案，實現了p-i-n反式結構器件穩態認證效率的世界紀錄，並在多種基底和鈣鈦礦組分中展現了普遍的適用性。2月17日，相關研究成果發表在《科學》雜志上。
鈣鈦礦太陽電池技術是近年來學術界的一項關注熱點，有望在傳統晶硅太陽電池之外提供新的低成本高效率光伏方案。鈣鈦礦電池中，異質結接觸問題帶來的非輻射復合損失已經被普遍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，超薄鈍化層奈米級別的厚度變化都會引起填充因子和電流密度的降低。
研究團隊經過長期思考和大量實驗探索，提煉出PIC接觸新結構方案，通過半導體器件建模計算揭示了這種結構周期的關鍵設計原理。團隊還巧妙利用了奈米片的尺寸效應，通過PIC生長方式從常規“層+島”模式向“島狀”模式的轉變，成功由低溫低成本的溶液法實現了這種奈米結構的制備。
此外，研究團隊在疊層器件中廣泛使用的p-i-n反式結構中開展了PIC方案的驗證，首次實現了空穴界面復合速度從60釐米每秒下降至10釐米每秒，並達到25.5%的單結最高效率，展現了PIC廣泛的應用前景。
值得注意的是，PIC方案具有普遍性，可進一步在不同器件結構和不同界面中推廣拓展，同時還有大量可期的進步優化空間。（記者 陳婉婉）
