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環境污染和能源危機是國家能源戰略的兩大難題，開發綠色高效的清潔能源材料迫在眉睫。鉛基鈣鈦礦太陽能電池已經獲得了25.5%的光電轉換效率，但是由其重金屬毒性，成為大規模制造和進一步商業化道路上的障礙。錫基鈣鈦礦材料具有低毒性，更加匹配的光學帶隙，光能量吸收范圍寬，電荷載流子遷移率高和熱載流子壽命長等優點，因此是最具備潛力的非鉛鈣鈦礦材料。盡管鹵化錫基鈣鈦礦太陽能電池快速發展，最高報道光電轉換效率只有14.6%，遠低于33.4%的理論效率。目前對于鹵化錫基鈣鈦礦薄膜的成核和晶體生長機制仍缺乏深入的了解，這也是提高錫基鈣鈦礦薄膜質量和器件效率的關鍵問題。
鑒于此，中國科學院大學孟祥悅團隊及其合作團隊北京大學深研院楊世和團隊綜述了控制錫基鈣鈦礦的結晶動力學制備高效綠色太陽能電池。文章重點概述了錫基鈣鈦礦的結晶熱力學和動力學過程。從晶體成核和生長理論的詳細討論開始，剖析了幾種用于控制錫基鈣鈦礦快速結晶的方法，綜述和分析了近年來在無鉛鹵化錫基鈣鈦礦的結晶調控方面取得的進展。最后，介紹了錫基鈣鈦礦太陽能電池的當前挑戰和前景。本綜述總結并闡明了優化錫基鈣鈦礦薄膜質量上升空間，促進了高效、高穩定性的生態友好型鈣鈦礦太陽能電池的未來發展，中國科學院大學AEnM綜述：調控錫基鈣鈦礦的結晶。
作者簡介
孟祥悅，中國科學院大學教授，博士生導師。課題組研究方向為：有機和鈣鈦礦太陽能電池和光電探測器制備與表征。迄今已發表SCI論文46篇，他引次數大于3000次。
課題組網址：https://www.x-mol.com/groups/MengXiangyue
論文信息：
Controlling the Crystallization Kinetics of Lead-free Tin Halide Perovskites for High Performance Green Photovoltaics
Junfang Wang, Zhen Gao, Junjie Yang, Mingsheng Lv, Haining Chen, Ding-Jiang Xue, Xiangyue Meng, Shihe Yang
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.202102131
封面圖源自于圖蟲創意
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