利用升溫析晶法制備超大尺寸鈣鈦礦單晶成功

　　近日，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所劉生忠研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊與陜西師范大學(xué)合作，利用升溫析晶法，首次制備出超大尺寸單晶鈣鈦礦CH3NH3PbI3晶體，尺寸超過2英寸，這是世界上首次報道尺寸超過0.5英寸的鈣鈦礦單晶。

　　太陽能是一種能量豐富、清潔的能源，合理、有效地利用太陽能是解決人類能源和環(huán)境問題的重要途徑。目前，對太陽能的利用方式包括太陽能光熱、太陽能光伏電池、太陽能制氫等方式。其中，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)可以直接將太陽光的能量轉(zhuǎn)換成電能，實現(xiàn)與當(dāng)前供電網(wǎng)的無縫連接，是最便捷的太陽能利用方式。

　　商用太陽能電池產(chǎn)品已經(jīng)有超過60年的歷史并廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。盡管太陽能發(fā)電技術(shù)的成本已經(jīng)有了大幅降低，但較其他能源供給的價格還是偏高。開發(fā)出轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)電成本低的太陽能電池器件是人類一直追尋的目標(biāo)。

　　近年來的研究發(fā)現(xiàn)，具有鈣鈦礦晶體　 結(jié)構(gòu)的甲氨基鹵化鉛材料由于具有很高的光吸收系數(shù)、很長的載流子傳輸距離、非常少的缺陷態(tài)密度等特質(zhì)，在光伏材料、激光材料和發(fā)光材料等方面有極大的應(yīng)用價值，成為國際上極為重要的研究熱點材料之一。目前，經(jīng)過美國國家能源部可再生能源實驗室NREL認(rèn)證的鈣鈦礦太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到20.1%，已接近單晶硅太陽能電池的效率。同時，基于鈣鈦礦材料的激光和發(fā)光器件也有報道，顯示出鈣鈦礦材料在光電領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

　　研究結(jié)果表明，相較于多晶鈣鈦礦薄膜，采用單晶制作的鈣鈦礦太陽能電池可以獲得更好的光電轉(zhuǎn)換效率；同時，由于晶體的完整性和較少的缺陷，單晶器件也具有更佳的穩(wěn)定性。由于單晶材料是現(xiàn)代半導(dǎo)體工業(yè)、電子工業(yè)和光電工業(yè)的基礎(chǔ)，具有優(yōu)良性能的鈣鈦礦單晶材料有可能實現(xiàn)對多晶鈣鈦礦基器件的革新，推動光電器件的新一輪革命。 （通訊員 王璐 報道）

來源：中電新聞網(wǎng)

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