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第一作者：Tong Xiao

通訊作者：周圓圓

通訊單位：香港科技大學

周圓圓，香港科技大學化學與生物工程系副教授，獲終身教職（Tenure）。國家優秀青年科學家基金（港澳）獲得者（2022）、中國新銳科技人物（2021），專注于半導體技術變革，以基礎材料學及跨學科的多維視角，在鈣鈦礦等新型半導體領域開展應用基礎研究。

論文速覽

金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜的單個晶粒表面可以決定微觀尺度上異質界面的性質以及由此所得到的太陽能電池的性能。但是，晶粒表面的幾何特性很少被研究。

本研究深入探討了金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜中個體晶粒表面的凹陷（Grain Surface Concavities, GSCs）及其對鈣鈦礦埋底異質界面的電荷提取、化學和熱力學性能的影響。研究發現，晶粒表面凹陷的形成受到晶粒融合引起的雙軸拉伸應變和熱粗化誘導的晶界溝槽的影響。通過調節晶粒生長動力學，可以調節GSCs的形成。

作為概念驗證，使用十三氟己烷-1-磺酸鉀（Tridecafluorohexane-1-sulfonic acid potassium, TFSAP）作為分子功能化劑，減輕雙軸拉伸應變和晶界溝槽，從而形成非凹陷的晶粒微表面。

結果表明，采用這種微表面工程的鈣鈦礦太陽能電池在ISOS標準化的熱循環（300次）、濕熱（660 h）和最大功率點跟蹤（1290 h）測試下展現出增強的光電轉換效率和提高的光電轉換效率保持率。本工作為通過微表面工程改善鈣鈦礦太陽能電池和光電子器件的耐久性和性能提供了新的見解。

圖文導讀

圖1：在鈣鈦礦晶粒-CTL微異質界面處，GSC微觀結構的幾何特性和化學定制。

圖2：在鈣鈦礦晶粒-CTL微界面處GSCs的微觀結構演變。

圖3：鈣鈦礦晶粒-CTL微界面的光電、化學、熱傳遞和熱機械性能。

圖4：在鈣鈦礦晶粒-CTL微界面處，有無GSCs的PSC器件的光電轉換效率和耐久性。

文獻信息

標題：Elimination of grain surface concavities for improved perovskite thin-film interfaces

期刊：Nature Energy

DOI：10.1038/s41560-024-01567-x

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/07/17/5aab7f3c78/

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