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環(huán)境污染和能源危機是國家能源戰(zhàn)略的兩大難題，開發(fā)綠色高效的清潔能源材料迫在眉睫。鉛基鈣鈦礦太陽能電池已經(jīng)獲得了25.5%的光電轉(zhuǎn)換效率，但是由其重金屬毒性，成為大規(guī)模制造和進一步商業(yè)化道路上的障礙。錫基鈣鈦礦材料具有低毒性，更加匹配的光學帶隙，光能量吸收范圍寬，電荷載流子遷移率高和熱載流子壽命長等優(yōu)點，因此是最具備潛力的非鉛鈣鈦礦材料。盡管鹵化錫基鈣鈦礦太陽能電池快速發(fā)展，最高報道光電轉(zhuǎn)換效率只有14.6%，遠低于33.4%的理論效率。目前對于鹵化錫基鈣鈦礦薄膜的成核和晶體生長機制仍缺乏深入的了解，這也是提高錫基鈣鈦礦薄膜質(zhì)量和器件效率的關鍵問題。
鑒于此，中國科學院大學孟祥悅團隊及其合作團隊北京大學深研院楊世和團隊綜述了控制錫基鈣鈦礦的結(jié)晶動力學制備高效綠色太陽能電池。文章重點概述了錫基鈣鈦礦的結(jié)晶熱力學和動力學過程。從晶體成核和生長理論的詳細討論開始，剖析了幾種用于控制錫基鈣鈦礦快速結(jié)晶的方法，綜述和分析了近年來在無鉛鹵化錫基鈣鈦礦的結(jié)晶調(diào)控方面取得的進展。最后，介紹了錫基鈣鈦礦太陽能電池的當前挑戰(zhàn)和前景。本綜述總結(jié)并闡明了優(yōu)化錫基鈣鈦礦薄膜質(zhì)量上升空間，促進了高效、高穩(wěn)定性的生態(tài)友好型鈣鈦礦太陽能電池的未來發(fā)展，中國科學院大學AEnM綜述：調(diào)控錫基鈣鈦礦的結(jié)晶。
作者簡介
孟祥悅，中國科學院大學教授，博士生導師。課題組研究方向為：有機和鈣鈦礦太陽能電池和光電探測器制備與表征。迄今已發(fā)表SCI論文46篇，他引次數(shù)大于3000次。
課題組網(wǎng)址：https://www.x-mol.com/groups/MengXiangyue
論文信息：
Controlling the Crystallization Kinetics of Lead-free Tin Halide Perovskites for High Performance Green Photovoltaics
Junfang Wang, Zhen Gao, Junjie Yang, Mingsheng Lv, Haining Chen, Ding-Jiang Xue, Xiangyue Meng, Shihe Yang
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.202102131
封面圖源自于圖蟲創(chuàng)意
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