近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員楊棟和研究員劉生忠團隊發表了關于鈣鈦礦太陽能電池異質結晶格失配的綜述文章，系統地討論了晶格失配對材料穩定性和載流子傳輸動力學的影響，總結了當前的優化策略，包括外延生長和緩沖層，并探索了未來的解決方案以減輕失配引起的問題。相關成果發表在《德國應用化學》上。
在半導體科學中，晶格失配是一種關鍵現象，由基底及其外延層之間的晶格常數差異引起。兩種材料的晶格常數往往不同，導致異質結生長界面附近產生應力。這種應力反過來又導致晶格缺陷和位錯。鈣鈦礦太陽能電池中，鈣鈦礦半導體薄膜和金屬氧化物電荷傳輸層之間的晶格不匹配性嚴重影響了鈣鈦礦薄膜的生長和器件的光電性能。
文章重點探究了鈣鈦礦太陽能電池異質結的晶格失配問題，總結了晶格失配對鈣鈦礦太陽能電池的負面影響，并詳細介紹了表征晶格失配的方法和目前針對異質結晶格失配問題的優化策略，包括基于襯底材料的外延生長技術，有望實現更好的晶格對準，最大限度地減少位錯的不利影響。并且，使用緩沖層減輕晶格應力，探索用于緩沖層的新材料，能夠更有效的釋放應力和控制離子遷移，提高鈣鈦礦太陽能電池的性能。
該綜述詳細闡述了鈣鈦礦太陽能電池異質結晶格失配的挑戰和前景，為下一代高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池提供有效路徑。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202405878
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