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Los Alamos National Laboratory科學家Aditya Mohite（左）和Wanyi Nie正在完善用于太陽能電池的鈣鈦礦晶體的生長技術(shù)
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）近期的Science期刊報道了關(guān)于Los Alamos National Laboratory研究人員開發(fā)的一項新型溶液熱澆鑄技術(shù)，用于生長高效的可重復(fù)的大面積鈣鈦礦太陽能電池。
領(lǐng)導(dǎo)該項目的Los Alamos科學家Aditya Mohite表示：“鈣鈦礦晶體為未來開發(fā)低成本、基于太陽能的清潔能源解決方案提供了一條有希望的途徑。”
采用復(fù)雜高溫晶體生長工藝制備高純度、大面積、芯片級單晶半導(dǎo)體光伏元件被認為是高效太陽能技術(shù)的未來。由有機-無機鈣鈦礦構(gòu)成的太陽能電池效率與硅太陽能電池接近，但其存在一些致命的缺陷，限制了商業(yè)應(yīng)用。Los Alamos的技術(shù)成功解決了這個問題。
研究人員制備了由大晶粒鈣鈦礦材料構(gòu)成的太陽能電池，其接近18%的效率是目前已報道的鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換器件中最高的。電池與電池間極小的差異導(dǎo)致的無滯后的光伏響應(yīng)，是鈣鈦礦器件穩(wěn)定運行的根本瓶頸。
“對大晶粒鈣鈦礦材料進行表征和建模以減少體相缺陷、提高載流子遷移率，從而提高其性能。”Mohite說，“我們已經(jīng)證實了其結(jié)晶質(zhì)量與高質(zhì)量半導(dǎo)體（如硅和砷化鎵）相當。”
研究人員預(yù)測他們的這種晶體生長技術(shù)將推動制備高效太陽能電池必需的芯片級晶體鈣鈦礦的合成，還有望應(yīng)用于溶液法合成的那些受多分散性、缺陷與晶界復(fù)合所困擾的薄膜材料體系。
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