近日，晶體材料國家重點實驗室陶緒堂教授團隊在鹵化物鈣鈦礦單晶生長及應(yīng)用方面取得重要進展，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、載流子擴散距離長、電阻率大等優(yōu)點，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。

針對此問題，本團隊將疏水性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單晶電池實現(xiàn)了高達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，研究團隊還應(yīng)邀撰寫了針對單晶鈣鈦礦電池的研究評述(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)域取得的進展，闡述了實現(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。