在現(xiàn)在的生活中，太陽(yáng)能產(chǎn)品處處可見(jiàn)，人們用太陽(yáng)能煮飯，還有太陽(yáng)能熱水器等等，無(wú)處不見(jiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽(yáng)能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽(yáng)能發(fā)電，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以其制備簡(jiǎn)單、成本低和效率高的優(yōu)勢(shì)在新型光伏技術(shù)領(lǐng)域迅速崛起。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池按照器件結(jié)構(gòu)可分為正式和反式兩種結(jié)構(gòu)，相比于正式結(jié)構(gòu)，反式結(jié)構(gòu)器件因制備工藝更加簡(jiǎn)單、可低溫成膜、無(wú)明顯回滯效應(yīng)、適合與傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池(硅基電池、銅銦鎵硒等)結(jié)合制備疊層器件等優(yōu)點(diǎn)，受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。但仍然存在開(kāi)路電壓與理論值差距較大、光電轉(zhuǎn)換效率仍然偏低等應(yīng)用瓶頸。

某太陽(yáng)能發(fā)電站

在納米研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃的支持下，北京大學(xué)合作展開(kāi)研究，針對(duì)反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在光電轉(zhuǎn)換效率上存在的瓶頸，提出了“胍鹽輔助二次生長(zhǎng)”方法，開(kāi)創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜半導(dǎo)體特性的調(diào)控，顯著降低了器件中非輻射復(fù)合的能量損失，在提升器件開(kāi)路電壓方面取得了突破，首次在反式結(jié)構(gòu)器件中獲得了超過(guò)1.21V的高開(kāi)路電壓(材料帶隙寬度~1.6eV)。

同時(shí)，在不損失光電流和填充因子等性能參數(shù)的情況下，顯著提高了反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率—實(shí)驗(yàn)室最高效率達(dá)到21.51%。經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院認(rèn)證，器件的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)20.90%，是目前反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件效率的最高記錄。

該結(jié)果為提升反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件效率、推進(jìn)該類新型光伏器件的應(yīng)用化發(fā)展提供了新思路，可進(jìn)一步拓展到鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池以及鈣鈦礦發(fā)光器件中，具有潛在的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。如果某一天人們能高效利用太陽(yáng)能，相信能解決很大的能源問(wèn)題，畢竟太陽(yáng)能是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的，能保證人類的永續(xù)發(fā)展，需要我們科研人員更加努力。