钙钛矿太阳能电池的革命性突破：PIC结构如何实现效率飞跃？
2024-06-24 04:34:57
中国科学技术大学的徐集贤教授团队在钙钛矿太阳能电池领域取得了重大进展，他们提出了一种创新的PIC（多孔绝缘接触）结构，成功解决了长期困扰该领域的“钝化—传输”矛盾。这一突破不仅刷新了p-i-n反式结构器件的稳态认证效率世界纪录，而且其成果的普适性在多种基底和钙钛矿组分中得到了验证，并于2月17日在《科学》杂志上发表。
传统钙钛矿太阳能电池的异质结接触问题导致了非辐射复合损失，成为制约性能的主要瓶颈。而徐教授团队的PIC方案，通过使用百纳米级厚度的多孔绝缘层，巧妙地迫使载流子通过局部开孔区域传输，有效降低了接触面积，从而显著提升了填充因子和电流密度。
研究团队通过转变PIC生长模式，采用低温低成本的溶液法，首次实现了空穴界面复合速度的显著下降，从60厘米/秒降至10厘米/秒，并达到了25.5%的单结最高效率。这一性能的显著提升在不同带隙和组分的钙钛矿中均得到体现，预示着PIC结构在太阳能电池领域的广阔应用前景。此外，PIC结构还提高了疏水性基底上的钙钛矿成膜覆盖率和结晶质量，对实现大面积制备具有重要意义。
《科学》杂志的审稿人对PIC结构给予了高度评价，认为其不仅在空穴传输界面实现了创新，而且将对未来局部钝化技术的研究产生深远影响。这一成果无疑为太阳能电池技术的发展注入了新的动力。