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該種機制抑制了非光學活性的晶相形成，使得在室溫下就能形成純凈的黑相甲脒鉛碘基鈣鈦礦，這為未來不斷提高鈣鈦礦光電轉化效率打開了一扇新大門。這項成果刊登在國際頂級期刊《自然》。

有數據統計，國內市場單晶硅電池占有率超過了90%。而相比單晶硅電池，鈣鈦礦太陽能電池是極具發展潛力的新一代半導體光伏技術，鈣鈦礦光吸收率比硅高出整整一個數量級。

此外，鈣鈦礦是屬于薄膜型的材料，便于輕量化應用，而且在室溫下稍稍加熱，便可在十幾秒甚至幾秒內生產出這種材料。

但是，鈣鈦礦有一個一直懸而未決的問題，那就是它結晶的過程實在太快了，快到科學家都沒明白短短幾秒時間里，到底發生了什么。

鈣鈦礦薄膜成核及生長的全過程原位監測

為此，薛晶晶團隊就把研究方向聚焦到這個“反應盲盒”里，研究晶體結構的生成奧秘。通過0.18秒的速度“拍照”，發現在鈣鈦礦形成過程的最開始幾秒，初始的晶核就具有（100）晶面的取向性，這個取向決定了后面晶體繼續生長的方向和最終生成的物相，也決定了鈣鈦礦的光電轉化效率。

而只需將晶相的（100）面的能量控制到最低，就會使得反應都沿著能量最低的方向進行。該取向成核機制為開發針對性的鈣鈦礦薄膜質量提升策略及其規模化沉積方案提供了一定的理論依據和技術探索。

研究團隊基于此優化了鈣鈦礦薄膜沉積策略，在兩步法和一步法沉積工藝中分別實現了超過24%和25%的光電轉換效率。

制備出的太陽能電池器件還表現出明顯改善的工作穩定性。在30±3 ℃的恒定照明下以最大功率點進行跟蹤時，器件在1000多小時后仍保持了初始效率的95%，而在相同條件下對照組器件的光電轉換效率下降了30%。