中國粉體網訊  近日，上海科技大學物質學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展。他們創新性地使用丁胺氣體對三維鈣鈦礦薄膜進行表面處理，獲得二維三維復合結構的鈣鈦礦薄膜；同時利用同步輻射原位X射線表面掠入射衍射技術深入研究了表面二維材料的結構、成分和生長機理；通過將結構優化的二維三維復合鈣鈦礦薄膜應用于光伏器件中，獲得了高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池。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，發表于國際知名學術期刊Nano Letters。

X光原位觀測丁胺氣體引導的鈣鈦礦薄膜由三維向二維結構演變的藝術展示

作為一種新興的光伏技術，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率迅速提升，但是，如何制備大面積且穩定的電池器件是其產業化應用過程中面臨的主要問題。已有研究表明，在傳統的三維鈣鈦礦表面進行二維結構修飾有助于提升鈣鈦礦的效率和穩定性。在這些表面處理的工藝中，最常見的方法是在鈣鈦礦薄膜上旋涂長鏈有機鹽溶液。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用于太陽能電池的制備，在提高鈣鈦礦太陽能電池效率的同時，也顯著提高了其穩定性。研究人員進一步研究了三維/二維復合結構鈣鈦礦薄膜的能級，發現二維復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移，同時保證了空穴的高效轉移，由此提升了器件的效率。這一氣體輔助處理法有望運用于大面積鈣鈦礦太陽能電池器件的組裝和制備。

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（中國粉體網編輯整理/漫道）