增加厘米级的高纯度晶体钙钛矿产量的新策略！

shibai96

       被称为金属卤化物钙钛矿的半导体能够有效替代低成本太阳能电池中的一部分硅，通过溶解法能将其制成具有出色的光伏效率的薄膜。阿朴杜拉国王科技大学和牛津大学合作的研究人员利用表面张力的影响已经发现了一种制备厘米级、高纯度钙钛矿的新策略。

       在自然状态下，因为钙钛矿的结晶颗粒是随机取向的，所以它并不能利用与太阳能发电。来自阿朴杜拉国王科技大学太阳能中心的Osman Bakr和他的同事正在研究一种相对温度结晶法(ITC)，这种方法能够大幅地提高这些电荷载体的流动速度。该技术采用了特殊的有机溶液以及热能迫使钙钛矿结晶成类似于单晶体结构，而这种结构是设备器件的最佳设置。
       虽然用ITC法制备的优质钙钛矿要比标准化学方法更为迅速，但是对检测有机热溶液中钙钛矿开始结晶的探测仪器却知之甚少。Bakr团队的一名博士生表示，在他致力于利用ITC法大规模制备的过程中，发现了一系列其开始结晶的特征现象。
       阿朴杜拉国王科技大学的团队与牛津大学的理论学家合作，以确定用ITC法制备时界面对钙钛矿生长的影响。他们表示开始金属卤化物和溶剂分子紧密的结合在一起，而当在高温时它们之间结合力减弱逐渐分离。随着复合体的断裂，拥有大量热能的钙钛矿开始出现结晶。
       然而有趣的是，研究人员发现由于表面张力，溶液表面的复合物会受到外力通过液面聚合，就像强大的液面张力使一些昆虫能在池塘和湖泊上通行。由液面提供的额外拉力漂浮在液面的核晶体和溶剂组成的钙钛络合物更容易分离。
       利用这一知识，研究人员能够制备具有厘米尺寸的超薄单晶钙钛矿，并且利用相代的特征光电探测器以其为原型进行制备。尽管该方法生产的微米级别的钙钛矿很脆弱很难使用，但是Zhumekenov表明该方法可以让钙钛矿在特定的基底上生长。
       Bakr小组中的博士生Ayan Zhumekenov说：“考虑到界面和表面张力是获得钙钛矿晶体大面积增长的重要因素，而这不仅仅局限于特定的金属阳离子，你会拥有了一个钙钛矿晶体结构的材料库。”