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　　譚海仁坦言，相較于傳統(tǒng)的晶硅單結(jié)太陽能電池，鈣鈦礦疊層太陽能電池生產(chǎn)成本更低、更節(jié)能，其輕量化、柔性化的特點使其更容易彎折，使用場景更多。

　　鈣鈦礦疊層太陽能電池由電極、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層、電子傳輸層等結(jié)構(gòu)堆疊而成，寬帶隙鈣鈦礦薄膜和窄帶隙鈣鈦礦薄膜是疊層電池中重要的吸光層。

　　當(dāng)前，窄帶隙鈣鈦礦薄膜的均勻制備是制約大面積組件性能提升的關(guān)鍵問題。

　　“窄帶隙鈣鈦礦薄膜的吸光范圍更廣，能夠吸收寬帶隙鈣鈦礦薄膜吸收不了的光，可以提高光電轉(zhuǎn)化效率。但現(xiàn)有的規(guī)模化制備技術(shù)開發(fā)尚未聚焦于窄帶隙鈣鈦礦薄膜。”該論文的第一作者、南京大學(xué)2019級直博生高寒告訴記者，含錫鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶速度快，大面積量產(chǎn)制備的時間窗口短，易出現(xiàn)成膜不均勻的問題。此外，刮涂制備窄帶隙鈣鈦礦時，組件自上而下不同步的結(jié)晶過程，使其底部界面出現(xiàn)大量缺陷，嚴(yán)重限制了電池的光電性能。

　　研究團隊在制備窄帶隙鈣鈦礦薄膜時，根據(jù)鈣鈦礦結(jié)晶生長理論，篩選了20多種添加劑，最終發(fā)現(xiàn)具有緩沖劑特性的兩性離子甘氨酰胺鹽酸鹽可以同時實現(xiàn)鉛錫鈣鈦礦的結(jié)晶調(diào)控和埋底界面鈍化。

　　“甘氨酰胺鹽酸鹽可以抑制鈣鈦礦結(jié)晶過程中的溶劑揮發(fā)，延緩鈣鈦礦的結(jié)晶速率，大幅延長鈣鈦礦薄膜大面積成膜的制備窗口時間，實現(xiàn)鉛錫鈣鈦礦薄膜的大面積、均勻化制備。”高寒介紹，“使用該方法，薄膜結(jié)晶的時間延長至原來的十倍，后續(xù)再進行退火處理，結(jié)晶后的晶粒長得更大、貫穿性更好，而且可以減少底部界面處的缺陷密度，大幅提升鈣鈦礦薄膜的載流子壽命，有效提升了窄帶隙子電池的光電性能。”

　　在此基礎(chǔ)上，團隊將窄帶隙鈣鈦礦薄膜與寬帶隙鈣鈦礦薄膜結(jié)合，形成20.25平方厘米的疊層組件。“雖然相較于此前約1平方厘米的鈣鈦礦小面積電池明顯增大，但想推進到商用階段，理想目標(biāo)是至少到1.2×0.6米。”高寒說。

　　譚海仁表示，團隊將繼續(xù)嘗試制備面積更大、效率更高的全鈣鈦礦疊層光伏組件，加速推進產(chǎn)業(yè)化進程。