氣相沉積反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有成本低、穩(wěn)定性高、低溫制造以及與疊層兼容等關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),使其成為工業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能應(yīng)用的有力競(jìng)爭(zhēng)者。然而,它們的能量轉(zhuǎn)換效率仍然低于正式器件。鑒于此,2025年5月3日暨南大學(xué)陳科&謝偉廣&北京理工大學(xué)Dongxu Lin于AM刊發(fā)梯度摻雜緩解氣相沉積鈣鈦礦薄膜應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)高效反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,效率達(dá)23%的研究成果。本文介紹了一種用于緩解氣相沉積鈣鈦礦薄膜中應(yīng)力的梯度摻雜策略。鈣鈦礦前體薄膜中的梯度氯化物摻雜有效地減緩了底層的結(jié)晶速度,促進(jìn)了均勻結(jié)晶并減輕了殘余應(yīng)變。該方法得到了高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜,對(duì)于具有氣相沉積鈣鈦礦的反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,效率達(dá)到23.0%,對(duì)于完全氣相沉積的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,效率達(dá)到21.43%。此外,該器件表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性,在氮?dú)鈨?chǔ)存1600小時(shí)內(nèi)性能幾乎無(wú)衰減,在70%相對(duì)濕度、1個(gè)太陽(yáng)等效光照條件下進(jìn)行500小時(shí)最大功率點(diǎn)跟蹤后,仍能保持初始效率的87.3%。梯度摻雜策略為推進(jìn)大面積鈣鈦礦結(jié)構(gòu)硅疊層太陽(yáng)能電池的發(fā)展提供了寶貴的思路。
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