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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(yōu)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(shù)變革，以基礎(chǔ)材料學及跨學科的多維視角，在鈣鈦礦等新型半導體領(lǐng)域開展應(yīng)用基礎(chǔ)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(zhì)界面的性質(zhì)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(zhì)界面的電荷提取、化學和熱力學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，晶粒表面凹陷的形成受到晶粒融合引起的雙軸拉伸應(yīng)變和熱粗化誘導的晶界溝槽的影響。通過調(diào)節(jié)晶粒生長動力學，可以調(diào)節(jié)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(yīng)變和晶界溝槽，從而形成非凹陷的晶粒微表面。

結(jié)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(huán)（300次）、濕熱（660 h）和最大功率點跟蹤（1290 h）測試下展現(xiàn)出增強的光電轉(zhuǎn)換效率和提高的光電轉(zhuǎn)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