作者：MARKHUTCHINS

沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的一組科學家開發了一種生產單晶鈣鈦礦的方法，并以21.09%的效率實現了該技術的創紀錄效率。

盡管鈣鈦礦的某些結構還遠未實現商業化，但該技術在高效太陽能電池方面的廣泛潛力已廣為人知，世界各地的大學和研究機構正在研究大量不同的結構和工藝，用于充分利用晶體結構。

KAUST的最新突破涉及到單晶鈣鈦礦。盡管在硅中從多晶體生長轉變為單晶生長的好處眾所周知，但在鈣鈦礦中，這種方法非常具有挑戰性。困擾這項技術發展的穩定性問題主要是由于晶體無序生長的趨勢，會有許多缺陷出現在兩個晶體的晶界上。

有價值的挑戰

生產單晶鈣鈦礦可能是消除許多缺陷的一種方法，因此被KAUST和其他幾個研究機構視為一個值得克服的挑戰。“我們的理由是，這些單晶為鈣鈦礦太陽能電池技術提供了一個機會，以克服這些局限性，并盡可能接近理論效率極限，”KAUST化學科學助理教授、該研究論文的共同主要作者奧馬爾·穆罕默德說。

穆罕默德和他的團隊使用一種方法生產了甲基銨三碘化鉛（MAPBI3）的單晶，該方法是在兩個聚合物涂層基板之間開始結晶過程，這兩個聚合物涂層基板在物理上限制了晶體的一維生長。他們的方法和生產的設備在發表在《美國化學學會能源快報》上的論文《功率轉換效率超過21%的單晶(MAPbI3)鈣鈦礦太陽能電池》中進行了描述。

產生的晶體厚度為20微米。然后用銅對這些電池進行處理，制造出1平方毫米的太陽能電池，其最大效率達到21.09%。研究小組說，他們對研究結果感到驚訝，并預計必須解決生長比20微米薄得多的晶體薄膜的問題，他們稱之為“極其具有挑戰性”。

雖然鈣鈦礦單晶體的生長要比這里所達到的3-6毫米大很多倍，但研究人員說，達到的高效率突出了單晶體在開發鈣鈦礦基太陽能器件方面的潛力。