图 晶核工程示意图及其对不同组分钙钛矿的应用效果

　　在国家自然科学基金项目（批准号：U21A20172、52202209、52125206）等资助下，北京理工大学陈棋、陈怡华等合作在钙钛矿光电材料研究方面取得进展，相关成果以“晶核工程实现稳定钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池中的卤素均匀分布（Nuclei engineering for even halide distribution in stable perovskite/silicon tandem solar cells）”为题，于2024年8月2日在线发表于《科学》（Science）。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado9104。

　　当前，钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的最高效率已突破单节电池的理论极限，是下一代光伏最具商业化前景的技术方案之一，但电池寿命和稳定性等问题仍有待突破。其中，宽带隙钙钛矿薄膜材料主要用作顶电池吸光层，在光热电场条件下容易老化失效，亟需进一步提升薄膜结晶质量并增强其稳定性。然而，该类薄膜的晶核种类多样、结晶过程复杂，如何实现单一相薄膜的高质量可控制备是本领域的关键科学问题之一。

　　研究团队创新性地提出了一种薄膜生长调控策略——晶核工程。该方法通过降低特定晶面表面能，实现了3C相晶种的优势成核；采用真空抽气工艺，有效降低了理化微环境波动，突破了高质量薄膜可控制备技术。团队基于该薄膜制备了钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池，有效提升了电池效率和稳定性。

　　该研究为推动钙钛矿基叠层光伏器件发展奠定了理论基础，也为多组分离子半导体材料薄膜的可控制备提供了新思路。