近日,由中国科学院大连化学物理研究所刘生忠研究员带领的团队与陕西师范大学合作,利用升温析晶法,首次制备出超大尺寸单晶钙钛矿CH3NH3PbI3晶体,尺寸超过2英寸(大于71mm),这是世界上首次报道尺寸超过0.5英寸的钙钛矿单晶。
至今,商用太阳能电池产品已经有超过60年的历史,尽管太阳能发电技术的成本已经有了大幅的降低,但较其他能源供给的价格还是偏高。开发出转换效率高、发电成本低的太阳能电池器件是人类一直在追寻的一个目标。近年来的研究发现,具有钙钛矿晶体结构的甲氨基卤化铅材料,在光伏材料、激光材料和发光材料等方面展现出极大的应用价值,成为国际上极为重要的研究热点材料之一。然而,现在基于微晶或非晶薄膜的钙钛矿太阳能电池及其他光电器件仍然面临巨大的挑战,微晶钙钛矿薄膜中存在的很多晶粒、晶界、孔隙和表面缺陷,会造成载流子的复合,是进一步提高太阳能转换效率及其他光电器件性能需要解决的关键问题。
针对上述问题,刘生忠研究团队发展了大尺寸钙钛矿单晶生长方法,并成功制备出超大尺寸单晶钙钛矿CH3NH3PbI3晶体,尺寸超过2英寸(71mm),这是世界上首次报道尺寸超过0.5英寸的钙钛矿单晶。研究结果表明,这种超大尺寸的单晶体CH3NH3PbX3在研发高性能光电器件方面具有很大的商业应用价值。
《先进材料》的一位主编对该项工作给予高度评价。他说,由于单晶材料是现代半导体工业、电子工业和光电工业的基础,具有优良性能的钙钛矿单晶材料,有可能实现对多晶钙钛矿基器件的革新,推动光电器件的新一轮革命。
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