記者日前從西安交通大學了解到，該�？蒲袌F隊在鈣鈦礦電池領(lǐng)域的聯(lián)合研究再次實現(xiàn)重大突破。該校與廈門大學科研團隊提出“固態(tài)分子壓印退火（Molecular Press Annealing，MPA）”策略，破解鈣鈦礦電池效率與穩(wěn)定性瓶頸，使鈣鈦礦薄膜在結(jié)晶過程中實現(xiàn)高結(jié)晶質(zhì)量與低缺陷密度的協(xié)同優(yōu)化，顯著提升電荷輸運與收集效率。近日，該成果以《分子壓印退火實現(xiàn)高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽能電池》為題，在《科學》雜志在線發(fā)表。

　　鈣鈦礦光伏材料近年來在器件效率上屢創(chuàng)紀錄，兼具高性能與低制造成本等顯著優(yōu)勢，為下一代太陽能電池的發(fā)展提供了新的方向。然而，器件制備過程中不可或缺的熱退火步驟，雖有助于促進晶體生長與結(jié)晶完善，卻往往伴隨表面缺陷增多和結(jié)構(gòu)退化等問題，并作為“觸發(fā)源”誘發(fā)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)逐步降解。

　　針對上述關(guān)鍵挑戰(zhàn)，西安交通大學物理學院先進功能材料與器件物理團隊的梁超教授聯(lián)合廈門大學張金寶教授團隊，提出了一種全新的固態(tài)分子壓印退火策略。該方法在熱退火過程中，將一層致密的吡啶基分子模板原位壓印于鈣鈦礦表面，在不引入任何溶劑的條件下，實現(xiàn)對晶格結(jié)構(gòu)的分子尺度“原位約束”。其中，精心設計的配體分子2-吡啶乙胺能夠與表面欠配位的鉛離子形成穩(wěn)定的雙齒配位結(jié)構(gòu)，在整個退火過程中持續(xù)穩(wěn)固鈣鈦礦鉛碘骨架，有效抑制碘空位的生成與擴散，從源頭阻斷熱誘導的結(jié)構(gòu)退化。

　　得益于該策略，鈣鈦礦薄膜在結(jié)晶過程中實現(xiàn)了高結(jié)晶質(zhì)量與低缺陷密度的協(xié)同優(yōu)化，顯著提升了電荷輸運與收集效率。同時，器件展現(xiàn)出卓越的長期穩(wěn)定性。