2025-06-20 17:10
卤化物钙钛矿不仅具有优异的光伏特性，同时合成简便，有望大幅降低太阳能电池的成本。然而，目前钙钛矿太阳能电池的使用寿命相比硅太阳能电池还存在较大差距。因此，有必要深入了解卤化物钙钛矿不稳定性的结构来源。尽管先进电子显微技术可以揭示原子尺度的结构信息，但卤化物钙钛矿在高能电子束下的不稳定性使得对关键微结构的研究依然面临挑战。
为提高卤化物钙钛矿对电子束辐照的耐受能力，蔡嵩骅博士团队开发了钙钛矿样品的后保护处理技术，通过低剂量成像揭示了卤化物钙钛矿晶粒内部存在的典型缺陷的原子结构及潜在电子特性。此外，蔡博士团队还开发了透射电镜原位光照测试技术，实现了对卤化物钙钛矿在使役条件下降解过程的原位观察。
溶液法制备的卤化物钙钛矿晶粒中难以避免存在较高密度的杂相颗粒。蔡博士团队发现合适条件的外界刺激可以有效修复钙钛矿晶粒内部的碘化铅等杂相纳米颗粒，并基于这一独特的自修复现象，开发了利用激光扫描消除杂相并优化器件性能的方案。此外，蔡博士团队对不同合成方式的二维/三维钙钛矿异质结的界面微结构进行了系统表征，通过引入有机分子中间层对二维钙钛矿钝化层的覆盖率、取向与厚度均匀性、相纯度等特性进行了优化，并抑制了二维钙钛矿生成过程中对三维钙钛矿表面与晶界的侵蚀。基于改进后的钝化层界面结构，太阳能电池器件的效率与稳定性均获得了显著提升。
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