我国成功制备超大尺寸钙钛矿单晶 光电器件或迎新一轮革命

近日，由中国科学院大连化学物理研究所刘生忠研究员带领的团队与陕西师范大学合作，利用升温析晶法，首次制备出超大尺寸单晶钙钛矿CH3NH3PbI3晶体，尺寸超过2英寸，这是世界上首次报道尺寸超过0.5英寸的钙钛矿单晶。相关结果已在线发表在《先进材料》期刊上。有关专家认为，这一成果有可能推动光电器件的新一轮革命。

太阳能是一种能量丰富、清洁的能源，合理、有效地利用太阳能是解决人类能源和环境问题的重要途径。目前，对太阳能的利用方式包括太阳能光热、太阳能光伏电池、太阳能制氢等方式。其中，太阳能光伏发电技术可以直接将太阳光的能量转换成电能，实现与当前供电网的无缝连接，是最便捷的太阳能利用方式。

商用太阳能电池产品已经有超过60年的历史并广泛应用于很多领域。尽管太阳能发电技术的成本已经有了大幅降低，但较其他能源供给的价格还是偏高。开发出转换效率高、发电成本低的太阳能电池器件是人类一直追寻的目标。

近年来的研究发现，具有钙钛矿晶体结构的甲氨基卤化铅材料由于具有很高的光吸收系数、很长的载流子传输距离、非常少的缺陷态密度等特质，在光伏材料、激光材料和发光材料等方面有极大的应用价值，成为国际上极为重要的研究热点材料之一。目前，经过美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)认证的钙钛矿太阳电池光电转换效率已经达到20.1%，已接近单晶硅太阳能电池的效率。同时，基于钙钛矿材料的激光和发光器件也有报道，显示出钙钛矿材料在光电领域的广阔应用前景。