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編者按：鈣鈦礦太陽能電池具有成本低、效率高的特點(diǎn)，是一種新型光伏技術(shù)，但卻有著穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。近日，上海交通大學(xué)教授韓禮元團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建穩(wěn)定異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，在既保證鈣鈦礦太陽能電池高效率的同時，又提高了其在工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性。該成果已在《Science》上發(fā)表。

擁有優(yōu)異的光電性能，卻天生體格“柔弱”，這是光伏新星——鈣鈦礦太陽能電池——所面臨的“成長的煩惱”。

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授韓禮元團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建穩(wěn)定異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，在保證高效率的前提下，提高了鈣鈦礦太陽能電池在工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性，對促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程起重要作用。該項(xiàng)研究成果近日在線發(fā)表在《Science》。

鈣鈦礦太陽能電池作為一種新型光伏技術(shù)，具有成本低、效率高的特點(diǎn)，目前，世界最高光電轉(zhuǎn)化效率紀(jì)錄已達(dá)到25%。

作為一種半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)光電器件，鈣鈦礦太陽能電池通過鈣鈦礦光吸收層、電荷傳輸層等半導(dǎo)體材料組成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)來有效分離和提取光生電荷，實(shí)現(xiàn)由光能向電能的轉(zhuǎn)換，但鈣鈦礦電池異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)固，一旦異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)被破壞，電池性能就會顯著降低。

究其主要原因，在于由離子組成的鈣鈦礦半導(dǎo)體天生結(jié)構(gòu)“柔弱”，工作條件下，受光照、電場、溫度等作用的影響，產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致半導(dǎo)體材料發(fā)生結(jié)構(gòu)改變甚至分解。分解逃逸出來的離子還會進(jìn)入電荷傳輸層或電極層，破壞異質(zhì)結(jié)的光電轉(zhuǎn)換功能，造成整體器件效率的顯著降低，因此穩(wěn)固鈣鈦礦太陽能電池中“柔弱”的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，保護(hù)光生電荷的分離和提取過程，成為解決穩(wěn)定性難題的一個重要研究方向。

原標(biāo)題：上海交大為鈣鈦礦電池解決成長的煩惱