利用升溫析晶法制備超大尺寸鈣鈦礦單晶成功

　　近日，由中國科學院大連化學物理研究所劉生忠研究員帶領的團隊與陜西師范大學合作，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)電技術可以直接將太陽光的能量轉(zhuǎn)換成電能，實現(xiàn)與當前供電網(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年的歷史并廣泛應用于很多領域。盡管太陽能發(fā)電技術的成本已經(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。

　　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認證的鈣鈦礦太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到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域的廣闊應用前景。

　　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)代半導體工業(yè)、電子工業(yè)和光電工業(yè)的基礎，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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