8月1日，中科院(yuan)官網(wang)發布一則報(bao)告稱(cheng)，中科院(yuan)半導體所研(yan)究(jiu)員基于(yu)獲得(de)的(de)高穩定性、光吸收擴展(zhan)的(de)鈣鈦礦(kuang)材料，研(yan)制出認證效(xiao)率(lv)為25.6%的(de)鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，為目前(qian)公開發表的(de)單結鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)世界最高效(xiao)率(lv)。

圖2.A、第三(san)方權威機構(gou)美(mei)國Newport認(ren)證書，認(ren)證效率為25.6%，插圖為認(ren)證效率曲(qu)線(xian)；B、有無(wu)穩定(ding)(ding)二(er)次相PIRC器(qi)件放置(zhi)的(de)電(dian)流-電(dian)壓曲(qu)線(xian)；C、有無(wu)穩定(ding)(ding)二(er)次相PIRC器(qi)件在(zai)85oC加速老化下的(de)穩定(ding)(ding)性(xing)。

原文如下：

鈣(gai)鈦礦太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)具有成(cheng)本(ben)低(di)、光電(dian)轉換效率高等優(you)點。經(jing)過(guo)(guo)十多年(nian)的(de)快速發展(zhan)，鈣(gai)鈦礦單結電(dian)池(chi)效率已超過(guo)(guo)25%，基于鈣(gai)鈦礦的(de)多結疊層電(dian)池(chi)效率已超過(guo)(guo)30%，鈣(gai)鈦礦太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)被(bei)認為是(shi)未來頗(po)具應(ying)用潛力的(de)光伏(fu)技術之(zhi)一。

光電(dian)(dian)(dian)轉換效(xiao)率(lv)是太陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)核(he)心指標之一，為實(shi)現高效(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，常采用可與鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)形成I型(xing)異質結能級結構的(de)(de)(de)二(er)次相碘(dian)化鉛（PbI2）來(lai)阻(zu)擋載(zai)流(liu)子在(zai)多晶(jing)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)晶(jing)界或表面缺陷處復合。此(ci)前，中國科學院半導體(ti)研究所發現基于(yu)二(er)次相PbI2的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)較(jiao)難兼(jian)顧效(xiao)率(lv)和(he)穩定性（Advanced Materials，2017,29,1703852），原因(yin)在(zai)于(yu)PbI2二(er)次相的(de)(de)(de)存在(zai)或提(ti)供了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)分解以(yi)及離子移(yi)動通道(dao)，使鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材(cai)料以(yi)及電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)器件(jian)長期穩定性較(jiao)差，且易產生較(jiao)大的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)滯。因(yin)此(ci)，如(ru)何設(she)計穩定的(de)(de)(de)二(er)次相，既(ji)(ji)能實(shi)現鈍化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)缺陷，又(you)能獲得穩定的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)吸光材(cai)料，從而實(shi)現既(ji)(ji)高效(xiao)又(you)穩定的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是當前該領域的(de)(de)(de)重要課題之一。

近日，半導體所研究(jiu)員游經碧帶領團隊發現，通過(guo)在鈣鈦礦材料中引入(ru)少量氯化銣（RbCl），可將常(chang)見的引起鈣鈦礦不穩定(ding)的二次相(xiang)PbI2轉化成為全新的熱穩定(ding)性和化學(xue)穩定(ding)性好的(PbI2)2RbCl（簡稱PIRC）（圖1A、B）。

圖(tu)(tu)(tu)1.A、具(ju)有(you)PIRC二(er)次(ci)相鈣鈦(tai)礦(kuang)的(de)掃(sao)描電子(zi)顯微鏡照片；B、有(you)無(wu)PIRC的(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)薄膜X射線衍射圖(tu)(tu)(tu)譜(pu)（插圖(tu)(tu)(tu)為局(ju)部放大圖(tu)(tu)(tu)）；C與(yu)D分別為有(you)無(wu)PIRC的(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)電導與(yu)溫度關系圖(tu)(tu)(tu)。

研(yan)(yan)究實現(xian)了(le)(le)85oC條件(jian)下鈣鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料(liao)(liao)熱穩(wen)定性(xing)大(da)幅度提(ti)升，同(tong)時鈣鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)離(li)子(zi)遷(qian)移勢壘提(ti)高(gao)了(le)(le)3倍，離(li)子(zi)遷(qian)移得到有效(xiao)抑制(zhi)（圖1C、D）。此外，研(yan)(yan)究發(fa)現(xian)通過抑制(zhi)PbI2消除了(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)/PbI2界面的(de)(de)強限域導致的(de)(de)能(neng)帶(dai)變(bian)大(da)問(wen)題，減小了(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)帶(dai)隙，擴(kuo)展(zhan)(zhan)了(le)(le)對太陽(yang)光(guang)吸收(shou)范(fan)圍。基于獲得的(de)(de)高(gao)穩(wen)定性(xing)、光(guang)吸收(shou)擴(kuo)展(zhan)(zhan)的(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料(liao)(liao)，該團(tuan)隊研(yan)(yan)制(zhi)出(chu)認證(zheng)效(xiao)率(lv)(lv)為(wei)25.6%的(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池（圖2A），為(wei)目前(qian)公(gong)開發(fa)表(biao)的(de)(de)單結鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池世界最高(gao)效(xiao)率(lv)(lv)。電(dian)(dian)池器件(jian)1000小時放置和(he)(he)85攝氏度加速老化(hua)分別保持初始效(xiao)率(lv)(lv)的(de)(de)96%和(he)(he)80%（圖2B、C）。該工作同(tong)時實現(xian)了(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池的(de)(de)高(gao)光(guang)電(dian)(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)和(he)(he)高(gao)穩(wen)定性(xing)，為(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)電(dian)(dian)池的(de)(de)進一步發(fa)展(zhan)(zhan)以及產業化(hua)奠(dian)定了(le)(le)堅實的(de)(de)基礎(chu)。

相(xiang)關研(yan)究成果以Inactive (PbI2)2RbCl stabilizes perovskite films for efficient solar cells為題，發表在Science上(shang)。研(yan)究工作得到(dao)國(guo)家重點研(yan)發計劃、國(guo)家杰出青年(nian)科(ke)學(xue)基金、中(zhong)科(ke)院創新交(jiao)叉(cha)團隊、國(guo)家優秀青年(nian)科(ke)學(xue)基金、中(zhong)南大學(xue)、北京市科(ke)學(xue)技術委員會，以及中(zhong)南大學(xue)、上(shang)海同步輻射光源、武漢大學(xue)等(deng)的支持(chi)。