2月18日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校徐集賢教授團隊與合作者，針對鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中長(cháng)期普遍存在的“鈍化—傳輸”矛盾問(wèn)題，提出了一種命名為PIC(多孔絕緣接觸)的新型結構和突破方案，實(shí)現了p-i-n反式結構器件穩態(tài)認證效率的世界紀錄，并在多種基底和鈣鈦礦組分中展現了普遍的適用性。相關(guān)研究成果17日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，異質(zhì)結接觸問(wèn)題帶來(lái)的非輻射復合損失已被證明是主要的性能限制因素。由于“鈍化—傳輸”矛盾問(wèn)題的存在，超薄鈍化層納米級別的厚度變化都會(huì )引起填充因子和電流密度的降低。
研究團隊提煉出的PIC接觸結構方案，不依賴(lài)傳統納米級鈍化層和遂穿傳輸，而直接使用百納米級厚度的多孔絕緣層，迫使載流子通過(guò)局部開(kāi)孔區域進(jìn)行傳輸，同時(shí)降低接觸面積。
團隊通過(guò)PIC生長(cháng)方式從常規“層+島”模式向“島狀”模式的轉變，成功利用低溫低成本的溶液法實(shí)現了這種納米結構的制備，并首次實(shí)現了空穴界面復合速度從60厘米/秒下降至10厘米/秒，以及25.5%的單結最高效率。這種性能的大幅改善在多種帶隙和組分的鈣鈦礦中都普遍存在，展現了PIC廣泛的應用前景。PIC結構在多種疏水性基底都實(shí)現了鈣鈦礦成膜覆蓋率和結晶質(zhì)量的提高，對于大面積擴大化制備也很有意義。
《科學(xué)》雜志審稿人評價(jià)：“PIC結構得到了很好的展示，并首次在空穴傳輸界面實(shí)現……這種方法將會(huì )對未來(lái)的局部鈍化技術(shù)研究產(chǎn)生重要影響。”
