川大趙德威組AFM：效率14.85%！通過調控結晶動力學以管理應變和形態，實現高效錫基鈣鈦礦太陽能電池。

在多晶鈣鈦礦薄膜中，應變效應對鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的性能具有顯著影響。然而，針對環保型的錫（Sn）基鈣鈦礦，其超快結晶與內在應變之間的復雜關系尚未完全明晰，且關于Sn基鈣鈦礦的應變工程研究也相對較少。為此，四川大學材料科學與工程學院的趙德威教授帶領其團隊，利用原位光致發光和紫外-可見吸收光譜技術，深入探究了Sn基鈣鈦礦結晶過程中不同階段對薄膜內在壓應變和表面形態的具體影響。

他們將Sn基鈣鈦礦的結晶過程精細地劃分為兩個階段：階段I為成核與結晶同步進行，這一階段不僅決定了成核位點的數量和結晶速率，還可能直接影響內在壓應變的形成；階段II則是殘留溶劑蒸發、晶體進一步生長的過程，這一階段決定了*終薄膜的表面形態，包括晶粒的再生長和鈣鈦礦簇的聚集狀態。

趙德威教授團隊的研究發現，通過適當延長階段I的時間，可以有效減少亞晶域和晶界的數量，這些區域往往是內在壓應變集中的地方。同時，確保階段II的持續時間足夠長，有助于緩解晶粒再生長的無序程度和鈣鈦礦簇的聚集，從而避免晶粒堆疊和針孔等不良現象的形成。在研究過程中，他們發現使用1,2-二氯苯（DCB）作為反溶劑，可以**調控這兩個階段的持續時間，實現**效果。

得益于壓應變的顯著緩解，所得薄膜的非輻射復合得到了有效抑制。同時，由于薄膜表面形態的顯著改善，界面載流子傳輸效率也得到了大幅提升。因此，趙德威教授團隊成功制備出了效率為14.85%、填充因子（FF）高達79.32%的Sn基鈣鈦礦太陽能電池，這一填充因子值在已報道的Sn基PSC中名列前茅。

該研究成果表明，通過**調控鈣鈦礦結晶過程中不同階段的持續時間，是實現Sn基PSC填充因子接近Shockley-Queisser（S-Q）極限的一種有效方法。趙德威教授團隊的這一創新性研究，不僅為Sn基鈣鈦礦太陽能電池的性能提升提供了新的思路和策略，也為鈣鈦礦太陽能電池領域的發展做出了重要貢獻。

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