據(jù)國(guó)外科技媒體本月報(bào)道，康奈爾大學(xué)的研究人員提出了一種優(yōu)化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制造過(guò)程的方法，可生產(chǎn)薄的、可靠、高效且成本低廉的太陽(yáng)能電池。該研究發(fā)表在《自然 通訊》雜志上。

該研究小組展示了如何提高薄膜太陽(yáng)能電池的制備條件以便能夠應(yīng)用于光電器件。該小組成員包括材料科學(xué)與工程副教授Lara Estroff，材料科學(xué)與工程教授Uli Wiesner。

通常情況下，薄膜太陽(yáng)能電池是通過(guò)將一薄層的光伏材料附在硅或基板制備的?？的螤柎髮W(xué)的研究人員正在研究有機(jī)－無(wú)機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料，這是一種具有獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)的光伏材料。該研究團(tuán)隊(duì)使用一種叫做非鹵化物醋酸鉛的新穎液體原料開(kāi)發(fā)了近乎完美的太陽(yáng)能電池。雖然鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池在過(guò)去數(shù)年間發(fā)展迅猛，但是這類電池的一些基本性質(zhì)卻并沒(méi)有被完全理解。例如，太陽(yáng)能材料的制造開(kāi)始于無(wú)機(jī)和有機(jī)分子的溶液，這種溶液通過(guò)微調(diào)，以便獲得無(wú)缺陷的、平整的鈣鈦礦薄膜。迄今為止，這個(gè)過(guò)程并沒(méi)有被充分理解，導(dǎo)致了最終獲得的材料并不理想。

為了進(jìn)一步發(fā)展太陽(yáng)能電池，研究人員嘗試了不同含鉛鹽的液體，并研究了膜中形成的某些陰離子的作用。然后，在康奈爾高能同步加速器裝置的幫助下，他們觀察了鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的不同之處，這有助于他們獲得理想的起始溶液。

通過(guò)選擇合適的化學(xué)前驅(qū)體和簡(jiǎn)單的一步溶液鑄造工藝，我們獲得了平整表面的鈣鈦礦薄膜，其平整程度超過(guò)了蒸鍍薄膜，且具有可觀的轉(zhuǎn)換效率。——Uli Wiesner教授

該論文是在劍橋大學(xué)，牛津大學(xué)，中國(guó)南京大學(xué)和康奈爾大學(xué)的共同努力下完成的，論文題目為“可用于高效平面異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的超平整有機(jī)－無(wú)機(jī)鈣鈦礦薄膜的形成和結(jié)晶”

這項(xiàng)合作研究是康奈爾大學(xué)Estroff和Wiesner實(shí)驗(yàn)室和牛津大學(xué)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制造方面的專家Henry Snaith長(zhǎng)期合作的結(jié)果。

這項(xiàng)研究是在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和康奈爾大學(xué)納米科學(xué)科維理研究所的資助下完成的。