近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所和宁波新材料测试评价中心有限公司科研团队在钙钛矿太阳电池关键材料研究方面取得重要进展,开发出一种三维电学成像方法,首次直观揭示了缺陷钝化处理如何改善钙钛矿薄膜内部电荷传输特性及器件性能。相关研究成果发表于国际期刊 Newton。
宁波新材料测试评价中心有限公司作为该研究的通讯单位之一,参与了相关测试评价与技术支撑工作。该成果受到国内外主流科技与能源媒体的关注,先后被新华社英文网站、中国科学院英文网以及国际光伏权威媒体 PV magazine 报道,体现了研究工作的国际影响力。
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新华社英文网:https://english.news.cn/20260104/369724d104fb4a79aba2f16f9f8fde5d/c.html
中国科学院英文网:https://english.cas.cn/newsroom/research_news/tech/202512/t20251231_1144176.shtml
PV magazine:https://www.pv-magazine.com/2026/01/05/new-research-sheds-light-on-defect-regions-in-perovskite-solar-films/
钙钛矿太阳电池因其低成本、高效率等优势,被认为是传统硅基光伏的重要替代技术。然而,钙钛矿薄膜内部不可避免存在缺陷,这些缺陷会阻碍电荷传输,导致能量损失并影响器件稳定性。尽管钝化处理被广泛用于降低缺陷,其在薄膜内部的实际作用机制此前一直难以被直接观测。
针对这一关键问题,研究团队采用断层导电原子力显微镜技术,对钙钛矿薄膜进行逐层电学测量,构建出具有纳米分辨率的三维电荷传输图像,实现了对薄膜内部电流分布的直观可视化。
研究发现:未经处理的薄膜内部存在大面积低导电区域;体相钝化可显著减少薄膜内部尤其是晶界处的高阻区域;表面钝化主要改善薄膜顶部界面的导电性能;体相与表面钝化相结合,可形成更加均匀、连续的电荷传输通道。
该研究建立了钙钛矿薄膜内部三维电荷传输特性与太阳电池性能之间的直接联系,为钝化策略优化和材料质量提升提供了重要测试与评价手段,有望推动高效率、高稳定性钙钛矿太阳电池的进一步发展。
论文链接:https://www.cell.com/newton/fulltext/S2950-6360(25)00359-7

