光伏电池效率提高有望！新工艺突破了关键材料生产瓶颈……
财联社12月13日讯(黄君芝)众所周知，随着卤化物钙钛矿等光捕获材料的使用，太阳能电池效率正在明显地提高。然而，持续大规模生产这些材料仍然是一项复杂的任务。
近期，美国莱斯大学的一组研究人员在这方面取得了突破。他们通过控制动态结晶成功解决了二维卤化物钙钛矿合成的瓶颈。最新研究成果已于近期发表在了《自然合成》杂志上。
这是一种新工艺，通过控制结晶过程的温度和持续时间，可以产生理想厚度和纯度的二维钙钛矿基半导体层。该过程被称为动能控制空间约束，可以帮助提高稳定性并降低基于卤化物钙钛矿的新兴技术(如光电子和光伏)的成本。
研究人员说，“生产二维钙钛矿晶体，层厚度，或量子阱厚度，也被称为‘n值’，是一个主要的瓶颈。”据悉，高于4的n值意味着材料具有更窄的带隙和更高的导电性――这是电子设备应用的关键因素。
当原子或分子形成晶体时，它们将自己排列成高度有序的规则晶格。例如，冰有18种可能的原子排列或相。就像冰中的氢原子和氧原子一样，构成卤化物钙钛矿的粒子也可以形成多种晶格排列。
科学家们的目标是合成二维卤化物钙钛矿层，在整个过程中只表现出单相。然而，问题在于，传统的高n值二维钙钛矿合成方法会产生不均匀的晶体生长，从而影响材料的性能可靠性。
“在传统的二维钙钛矿合成方法中，由于缺乏对结晶动力学的控制，你会得到混合相的晶体，这基本上是温度和时间之间的动态相互作用，”研究人员说，“我们设计了一种方法来减缓结晶，并逐渐调整每个动力学参数，以达到合成的最佳点。”
研究人员表示，这项工作推动了高量子阱二维钙钛矿合成的界限，使它们成为各种应用的可行和稳定的选择。
他们说，“我们已经开发了一种新方法来提高晶体的纯度，并解决了该领域长期存在的问题，即如何接近高n值，相纯晶体的合成。”
“这项研究突破对于二维钙钛矿的合成至关重要，它是实现太阳能电池和许多其他光电器件进步的关键。”他们补充道。
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