1月9日，記者從西安交通大學獲悉：西安交通大學物理學院先進功能材料與器件物理團隊的教授梁超聯合廈門大學教授張金寶團隊，在鈣鈦礦材料與器件物理研究領域實現重大突破。聯合團隊提出了一種全新的固態分子壓印退火策略，基于該技術制備的相關結構鈣鈦礦太陽能電池，在光電轉換效率、長期穩定性等方面性能幾乎無明顯衰減。近日，該成果在國際知名雜志《科學》發表。

鈣鈦礦光伏材料在器件效率上屢創紀錄，兼具高性能與低制造成本等顯著優勢，為下一代太陽能電池的發展提供了新的方向。然而，器件制備過程中不可或缺的熱退火步驟，雖有助于促進晶體生長與結晶完善，卻往往伴隨表面缺陷增多和結構退化等問題，尤其是表面碘空位缺陷在熱結晶過程中不可避免地產生，并作為“觸發源”誘發鈣鈦礦結構逐步降解。

聯合團隊相關負責人介紹，該過程還伴隨著晶格無序加劇、離子遷移增強以及不利的自摻雜效應，最終導致器件性能和穩定性顯著衰減，成為制約鈣鈦礦太陽能電池效率提升與長期穩定性的瓶頸。

針對上述關鍵難題，聯合團隊運用全新的固態分子壓印退火策略，在不引入任何溶劑的條件下，實現對晶格結構的分子尺度“原位約束”，從源頭阻斷熱誘導的結構退化。通過這種方式，鈣鈦礦薄膜在結晶過程中實現了高結晶質量與低缺陷密度的協同優化，顯著提升了電荷輸運與收集效率。

聯合團隊介紹，此項研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費以及電工材料電氣絕緣全國重點實驗室等的資助。