近日，四川大學材料科學與工程學院趙德威教授團隊關于全鈣鈦礦疊層太陽電池組件的觀點文章以“Tandem modules get better—An all-perovskite tandem solar module breaks 24% efficiency”為題刊發(fā)于全球頂級期刊Science（《科學》），陳聰特聘副研究員為文章第一作者，趙德威教授為文章通訊作者，四川大學系文章唯一通訊單位。
趙德威，四川大學教授，博士生導師，曾入選2019年國家級青年人才、四川省學術和技術帶頭人、四川省杰出青年科技人才、四川省青年人才引進計劃，曾獲德國教育科技部“綠色精英獎(Green Talent)”和國家留學基金委“國家優(yōu)秀自費留學生獎學金”等。2022年入選科睿唯安“高被引科學家”和愛思唯爾中國高被引學者。主持國家重點研發(fā)計劃課題、國家重點研發(fā)計劃“政府間國際科技創(chuàng)新合作”項目、國家自然科學基金面上項目、四川省杰出青年科技人才項目等。2022年指導學生團隊榮獲第八屆中國國際“互聯(lián)網 ”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎。
陳聰，四川大學材料科學與工程學院特聘副研究員，四川大學雙百人才計劃入選者。主持國家重點研發(fā)計劃子課題、國家自然科學基金青年項目、四川省自然科學基金青年項目等。在Nature、Science、Nat. Energy、Energy Environ. Sci.等SCI期刊上發(fā)表論文數十篇，目前的研究方向為寬帶隙鈣鈦礦及高效鈣鈦礦基疊層太陽能電池。
鈣鈦礦/鈣鈦礦（簡稱全鈣鈦礦）疊層太陽組件因制備工藝簡單并有望突破單結太陽電池的肖克利-奎伊瑟極限而備受關注。作為重要組成部分的窄帶隙鈣鈦礦子電池仍然存在亟待解決的基礎科學與技術問題，如大面積窄帶隙鈣鈦礦的不均勻結晶、嚴重的界面非輻射復合損失等，這些問題嚴重制約了窄帶隙和全鈣鈦礦疊層電池和組件的發(fā)展。開發(fā)新型制備方法和鈍化策略改善大面積窄帶隙鈣鈦礦子電池的結晶均勻性對提升全鈣鈦礦疊層組件的效率和穩(wěn)定性意義重大。
趙德威與學生們在校留影
本研究得到國家自然科學基金委、四川大學（工科特色團隊項目、中央高?；究蒲袠I(yè)務費）等經費支持。
文章對Science期刊同期發(fā)表的關于大面積窄帶隙鈣鈦礦電池及全鈣鈦礦疊層組件取得的最新進展進行了介紹。大面積窄帶隙鈣鈦礦中引入甘氨酰胺鹽酸鹽能使前驅體在溶液中產生強配位，大幅延長結晶時間窗口，從而獲得結晶均勻的鈣鈦礦薄膜，并鈍化鈣鈦礦層埋底界面。最終獲得24.5%的認證效率（20.25cm2）。
文章指出，此次全鈣鈦礦疊層組件進展為在大面積均勻高質量鈣鈦礦薄膜制備方面優(yōu)化添加劑工程和涂布技術提供了新思路。進一步提高大面積全鈣鈦礦疊層組件的效率至可達到的效率極限～34%是下一個重要的目標。此外，最大限度地減少鈣鈦礦材料在實際戶外環(huán)境中的降解是決定全鈣鈦礦疊層組件商業(yè)能力的關鍵因素。
趙德威團隊
長期以來，趙德威教授課題組致力于研究高性能全鈣鈦礦疊層太陽能電池關鍵光伏材料與器件機理相關的基礎科學與關鍵技術問題。系統(tǒng)探究了寬、窄帶隙鈣鈦礦薄膜結晶動力學過程，開發(fā)高效電荷傳輸材料與界面材料、鈣鈦礦光伏結晶退火與缺陷鈍化等新方法、新思路，設計優(yōu)化了新型中間連接層（也稱隧穿結或復合結）并闡明了載流子復合機制等。研制出世界紀錄效率的1cm2全鈣鈦礦疊層電池并兩次被業(yè)界國際權威的Solar cell efficiency tables收錄。
課題組成果入選2023年度“四川十大科學進展”。發(fā)表論文160余篇，包括Nature 1篇、Science 3篇、Nature Energy 4篇、Advanced Materials 5篇、Energy Environ. Sci. 5篇、Joule 2篇等。
高校是國家戰(zhàn)略科技力量的重要組成部分。高校有組織科研是高?？萍紕?chuàng)新實現(xiàn)建制化、成體系服務國家和區(qū)域戰(zhàn)略需求的重要形式。
過去一年，四川大學不斷加強有組織的科研，研究制定“雙高計劃”，持續(xù)深化校地企合作，打造高水平科研平臺，大力推進理工醫(yī)內涵發(fā)展和“創(chuàng)新2035”先導計劃，優(yōu)化創(chuàng)新土壤，科技創(chuàng)新能力不斷提升。在廣大科研工作者的共同努力下，學校到?？蒲薪涃M實現(xiàn)穩(wěn)步增長、科研項目取得新突破、科研基地建設成效顯著、科技成果成績優(yōu)異，服務高水平科技自立自強能力不斷提高。
——國家自然科學基金獲準總數首次突破700項，牽頭獲批國家重點研發(fā)計劃類項目28項，創(chuàng)歷史新高；
——順利完成3個全國重點實驗室重組，新增2個全國重點實驗室（共建）、1個國家級國防科技創(chuàng)新中心（共建），獲批國家醫(yī)學攻關產教融合創(chuàng)新平臺；
——新簽產學研合作項目總經費22.7億元，創(chuàng)歷史新高；
——作為第一單位完成的5項重要研究成果在Science、Nature發(fā)表。
接下來，學校將繼續(xù)錨定中國特色世界一流大學建設目標，進一步提升核心競爭力，為建設科技強國貢獻川大力量。
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本文部分素材來源：四川大學新聞網、官微，教育部
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