钙钛矿光伏技术的太赫兹检测发表在权威期刊《自然》上

中国经济网版权所有 中国经济网新媒体矩阵 网络广播视听节目许可证（0107190）（京ICP040090） 我国下一代光伏技术取得新进展。南京大学谭海仁团队与国防科技创新院常超团队联合利用太赫兹技术实现了全钙钛矿堆叠光伏电池内载流子输运行为的精准无损检测。改进后的电池光电转换效率超过30%，国际学术期刊《自然》10月28日在线发表了相关研究论文。据谭海仁介绍，钙钛矿光伏电池的光电转换效率长期难以提高，主要困难在于无法准确检测和组织钙钛矿材料中的载流子。非接触式、无损太赫赫常超团队研发的z辐射检测光谱特征技术，经过数十次实验，有效解决了这一问题。太赫兹光子具有亚带隙能量特性，可以特异性检测钙钛矿中的自由载流子浓度，而不会对带间跃迁造成干扰。同时，太赫兹场振荡和载流子动量弛豫的皮秒级同步特性为研究载流子输运行为提供了独特的时间分辨能力。在这项研究中，研究人员发现，钙钛矿吸光层与空穴传输层之间的界面是载流子损失较大的区域。该团队为此设计了偶极钝化层，就像城市中的单向街道。一端连接钙钛矿吸光层，另一端连接空穴传输孔，驱动载流子向空穴传输孔。太赫兹辐射探测和诊断结果清楚地揭示了偶极子钝化方法促进电荷传输和抑制损失的微观机制。实验数据表明，钝化后的钙钛矿薄膜的总载流子迁移率提高了68%以上，载流子扩散长度延长了约30%。经国际第三方机构认证，采用钝化技术制备的新型全钙钛矿叠层光伏电池光电转换效率达到30.1%。这是该类型电池的效率首次超过30%。被列入国际《太阳能电池效率表》。论文第一作者、南京大学现代工程与应用科学学院助理教授林仁兴表示，这项研究凸显了太赫兹光谱技术在揭示内在物理性​​质方面的独特优势。载流子的性质，为未来高效材料的设计提供了新的技术路径。 （记者陈熙媛）