近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所聯合青島科技大學研究人員揭示了在脂肪胺環境中甲胺和甲脒體系的鈣鈦礦潛在的化學副反應，并進一步提出氨氣用于甲脒基鈣鈦礦薄膜的后修復的研究成果。
鈣鈦礦太陽能電池是一種新興的光伏技術，經過十幾年的發展，光電轉換效率已與硅電池相當，被認為是目前最具商業化前景的新一代太陽能電池技術。如何便利地大規模制備高質量的鈣鈦礦薄膜是在商業化過程中面臨的挑戰之一。
科研人員研究了碘化甲脒在胺類氣體環境中存在著加成消除反應(也稱為轉亞胺反應)、離子交換反應和水解反應等。研究發現，轉亞胺反應的主要產物為氨氣。因此，選擇氨氣作為后修復氣體可有效避免對材料成分的影響。同時，他們通過對溫度和壓力的進一步調控實現了甲脒基鈣鈦礦薄膜的高效修復，提升了薄膜均勻性和一致性。
經該修復技術制備的鈣鈦礦太陽能電池，實現了最高23.21%的光電轉換效率，組件效率超過20%。此項研究構筑了氨類氣體后修復鈣鈦礦薄膜技術的化學基礎。此外，該工藝可以與目前商業化的涂布工藝兼容，易于規模化放大，有望加速推動鈣鈦礦太陽能電池的產業化進程。
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