近日，晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陶緒堂教授團(tuán)隊(duì)在鹵化物鈣鈦礦單晶生長及應(yīng)用方面取得重要進(jìn)展，在Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.等期刊發(fā)表系列文章。金屬鹵化物鈣鈦礦單晶具有吸光系數(shù)大、載流子遷移率壽命積高、載流子擴(kuò)散距離長、電阻率大等優(yōu)點(diǎn)，是一類極具應(yīng)用前景的太陽能電池和室溫半導(dǎo)體核輻射探測(cè)材料。在光伏應(yīng)用中，鈣鈦礦單晶相比于多晶材料具有更優(yōu)異的光電性能和穩(wěn)定性，被認(rèn)為是光伏材料的新興候選者。然而，鈣鈦礦單晶高的表面和體缺陷密度加強(qiáng)了非輻射復(fù)合，導(dǎo)致單晶電池的開路電壓和效率損失。

針對(duì)此問題，本團(tuán)隊(duì)將疏水性P3HT分子結(jié)合到空穴傳輸層中，從而生長更高質(zhì)量的鈣鈦礦薄單晶，MAPbI3單晶電池實(shí)現(xiàn)了高達(dá)1.13 V的開路電壓和22.1%的光電轉(zhuǎn)換效率，并且在1000 lux照射下實(shí)現(xiàn)了39.2%的室內(nèi)光伏效率。相關(guān)成果以Engineering the Hole Extraction Interface Enables Single-Crystal MAPbI3 Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 22% and Superior Indoor Response為題發(fā)表在Advanced Energy Materials（影響因子：29.368）上。山東大學(xué)2020級(jí)博士研究生李寧為論文的第一作者，陶緒堂教授和陳召來教授為論文的共同通訊作者。之前，研究團(tuán)隊(duì)還應(yīng)邀撰寫了針對(duì)單晶鈣鈦礦電池的研究評(píng)述(Adv. Funct. Mater., 2020, 30, 1905021，ACS Energy Lett., 2020, 5, 1797)，總結(jié)了近期單晶鈣鈦礦電池領(lǐng)域取得的進(jìn)展，闡述了實(shí)現(xiàn)大面積單晶鈣鈦礦電池領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題以及相關(guān)的解決方案。