科技日報訊 （記者金鳳 通訊員楊芳）記者11月2日從南京工業(yè)大學(xué)獲悉，該?？蒲袌F隊采用全真空熱蒸發(fā)技術(shù)，制備出0.066平方厘米的鈣鈦礦光伏器件。該器件光電轉(zhuǎn)換效率高達25.19%，且在持續(xù)工作超過1000小時后，性能依然保持在95%以上。此方法制備的1平方厘米鈣鈦礦光伏器件，效率也達到23.38%，展現(xiàn)出較大產(chǎn)業(yè)化潛力。相關(guān)研究論文發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》。

　　“目前在國際上，實驗室最常用的光電轉(zhuǎn)化制備方法是溶液法。”論文第一作者、南京工業(yè)大學(xué)博士生徐雨田介紹，“溶液制備過程中，通常會使用到N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等有毒溶劑，對健康和環(huán)境不友好，限制了大規(guī)模生產(chǎn)。”

　　論文通訊作者、南京工業(yè)大學(xué)副教授郭慶勛解釋，此次研究中，團隊采用的全真空熱蒸發(fā)技術(shù)，像在真空罐里“蒸鍍”薄膜。它將原材料加熱，使其以分子或原子的形式“飛”到基板上，均勻凝結(jié)成膜。這種方法全程無需使用溶劑，工藝控制精準(zhǔn)，膜層均勻致密，被認為是將高性能鈣鈦礦光伏器件從實驗室推向生產(chǎn)線的理想方案。

　　在均勻成膜的基礎(chǔ)上提高光電轉(zhuǎn)換效率，成為團隊需要攻克的又一難題。論文共同通訊作者、南京工業(yè)大學(xué)教授陳永華說，團隊創(chuàng)新性地采用了反向逐層沉積策略。

　　“傳統(tǒng)做法可能是先鋪金屬鹵化物的‘磚塊’，再澆甲脒氫碘酸鹽的‘水泥’；我們反其道而行之，先沉積‘水泥’，再沉積‘磚塊’?！标愑廊A說，這一順序結(jié)合一種自組裝分子，可以在后續(xù)退火時，極大促進固態(tài)原料之間的相互反應(yīng)和擴散，最終“生長”出高質(zhì)量的鈣鈦礦晶體薄膜。

　　借助這些獨特技術(shù)，團隊突破了鈣鈦礦光伏器件效率瓶頸，不僅將小面積電池效率提升至25.19%，更實現(xiàn)了器件的工作穩(wěn)定性。

　　論文共同通訊作者、中國科學(xué)院院士黃維認為，這項成果不僅刷新了全真空熱蒸發(fā)技術(shù)的世界紀(jì)錄，也為未來進一步優(yōu)化工藝、提升器件性能、規(guī)?；圃烀娣e更大且高效、穩(wěn)定、環(huán)境友好的鈣鈦礦光伏器件提供了科學(xué)基礎(chǔ)。