宁波东方理工大学（暂名）工学部助理教授韩兵，与北京大学、北京航空航天大学、英国牛津大学、英国剑桥大学等国内外合作者，经过环境和温度精密调控完成了高质量微米级钙钛矿厚膜的可操控备，终究显着提高了不同活性面积的反式钙钛矿太阳能电池的归纳光伏功能。日前，相关研讨成在线发表于《天然》。

  钙钛矿太阳能电池作为一种新式的清洁能源技能，为推进咱们国家光伏工业高水平质量的开展注入新的动能。而反式结构钙钛矿太阳能电池的光电转化功率仍低于其理论极限，亟须说明钙钛矿晶界缺点来历并针对开发新的办法来战胜这项应战。

  研讨团队经过密度泛函理论核算发现，高密勒指数的（211）晶面在成长延伸至薄膜外表时，具有自发调理碘原子数量至化学计量比状况的“自钝化”才能。在“自钝化”后，（211）晶面的外表能逐渐下降，且对化学势的依赖性较小，可以在杂乱环境下保持稳定，然后提高薄膜的光电特性。但是，想要验证这一核算成果，需要对钙钛矿的相关晶面及晶界进行直接观测以供给实在的试验图画。经过电子显微镜对钙钛矿晶面及晶界进行原子级剖析是最直接、实在的观测手法之一，但有机无机杂化钙钛矿材猜中存在弱结合力的有机位点，其难以承受惯例高能电子束辐照带来的损害。

  韩兵课题组结合“液氮温度操控+低温自动进样体系+直接电子相机+超低剂量成像技能”，完成了有机无机杂化钙钛矿资料晶界的无损原子级观测。研讨团队发现在（211）取向晶粒与（001）取向晶粒之间形成了“相干晶界”，按捺了晶界方位的悬挂键、点缺点、线位错等。研讨团队经过精准操控钙钛矿薄膜涂布阶段的环境和温度，优化钙钛矿薄膜的成核和晶粒成长进程，成功制备出具有高密勒指数（211）晶面择优取向的高质量钙钛矿厚膜，并提醒其在削减薄膜电学丢失方面的机理。

  依据这一机制，研讨团队经过调控钙钛矿薄膜中的高密勒指数晶面，制备出微米级厚度的高质量钙钛矿光吸收层，并进一步制备出高功能反式钙钛矿太阳能电池，其光电转化功率最高达26.1%，第三方认证值为25.85%。一起，电池在光、热等外界条件下的稳定性也有明显改进。以上理论与试验依据成果得出，调控钙钛矿薄膜中的高密勒指数晶面及其相干晶界，将有利于取得高质量的、微米级厚度的钙钛矿光吸收层，这为完成高功能钙钛矿太阳能电池供给了重要的办法辅导。