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環(huán)境污染和能源危機(jī)是國家能源戰(zhàn)略的兩大難題，開發(fā)綠色高效的清潔能源材料迫在眉睫。鉛基鈣鈦礦太陽能電池已經(jīng)獲得了25.5%的光電轉(zhuǎn)換效率，但是由其重金屬毒性，成為大規(guī)模制造和進(jìn)一步商業(yè)化道路上的障礙。錫基鈣鈦礦材料具有低毒性，更加匹配的光學(xué)帶隙，光能量吸收范圍寬，電荷載流子遷移率高和熱載流子壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此是最具備潛力的非鉛鈣鈦礦材料。盡管鹵化錫基鈣鈦礦太陽能電池快速發(fā)展，最高報(bào)道光電轉(zhuǎn)換效率只有14.6%，遠(yuǎn)低于33.4%的理論效率。目前對于鹵化錫基鈣鈦礦薄膜的成核和晶體生長機(jī)制仍缺乏深入的了解，這也是提高錫基鈣鈦礦薄膜質(zhì)量和器件效率的關(guān)鍵問題。
鑒于此，中國科學(xué)院大學(xué)孟祥悅團(tuán)隊(duì)及其合作團(tuán)隊(duì)北京大學(xué)深研院楊世和團(tuán)隊(duì)綜述了控制錫基鈣鈦礦的結(jié)晶動力學(xué)制備高效綠色太陽能電池。文章重點(diǎn)概述了錫基鈣鈦礦的結(jié)晶熱力學(xué)和動力學(xué)過程。從晶體成核和生長理論的詳細(xì)討論開始，剖析了幾種用于控制錫基鈣鈦礦快速結(jié)晶的方法，綜述和分析了近年來在無鉛鹵化錫基鈣鈦礦的結(jié)晶調(diào)控方面取得的進(jìn)展。最后，介紹了錫基鈣鈦礦太陽能電池的當(dāng)前挑戰(zhàn)和前景。本綜述總結(jié)并闡明了優(yōu)化錫基鈣鈦礦薄膜質(zhì)量上升空間，促進(jìn)了高效、高穩(wěn)定性的生態(tài)友好型鈣鈦礦太陽能電池的未來發(fā)展，中國科學(xué)院大學(xué)AEnM綜述：調(diào)控錫基鈣鈦礦的結(jié)晶。
作者簡介
孟祥悅，中國科學(xué)院大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。課題組研究方向?yàn)椋河袡C(jī)和鈣鈦礦太陽能電池和光電探測器制備與表征。迄今已發(fā)表SCI論文46篇，他引次數(shù)大于3000次。
課題組網(wǎng)址：https://www.x-mol.com/groups/MengXiangyue
論文信息：
Controlling the Crystallization Kinetics of Lead-free Tin Halide Perovskites for High Performance Green Photovoltaics
Junfang Wang, Zhen Gao, Junjie Yang, Mingsheng Lv, Haining Chen, Ding-Jiang Xue, Xiangyue Meng, Shihe Yang
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.202102131
封面圖源自于圖蟲創(chuàng)意
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