浙大科创团队成功制备新型太阳能电池

据萧山发布消息，近日，硅及先进半导体材料全国重点实验室、浙江大学杭州国际科创中心（以下简称科创中心）杨德仁院士团队，从材料组分设计和微观结构调控两方面入手，探索提升钙钛矿吸光材料稳定性的新路径，并制备出高效稳定的硅基钙钛矿叠层太阳能电池。

钙钛矿薄膜并不是一整块的晶体，而是由许多微小晶粒拼接而成，晶粒之间的交界处就是晶界。晶界的结构状态，会直接影响材料的稳定性。

团队进一步研究发现，甲脒与铯离子的尺寸存在差异，这种差异会导致晶界附近的晶格排列发生局部畸变，使原本有序的晶体结构产生扭曲，形成应力集中的区域。在外部应力作用下，这些区域更容易发生晶格扭曲，甚至诱发晶体结构转变，加速材料退化。

针对这一问题，团队开发了一种用于晶界调控的铅基金属液晶材料。这种材料经过升温处理后，能够形成兼具结构有序性与流动性的液晶中间相。借助这一特性，材料可以沿晶界进入薄膜内部，调节晶界附近的局部结构，缓解应力集中、改善晶格排列，并抑制晶粒之间的滑移。

与此同时，晶界调控还带来了电学性能方面的改善。通过减少缺陷引起的非辐射复合（即部分电荷能量没有转化为电能，而是以热等形式损失），并抑制离子迁移，团队将能量损失控制与材料结构稳定化结合起来，为提升器件性能和运行稳定性提供了支持。