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鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池的實驗室效率已接近35%。然而，其商業化進程卻面臨兩大挑戰：不兼容性和不穩定性。傳統的鈣鈦礦溶液加工工藝仍局限于定制紋理晶圓(亞微米級金字塔結構)，這給可擴展、高通量生產帶來了巨大障礙。同時，疊層結構中的寬帶隙鈣鈦礦器件會加速退化，其使用壽命很少超過2000小時。克服這些瓶頸對于將創紀錄的效率轉化為持久耐用、可量產的技術至關重要。鑒于此，2025年12月18日新加坡國立大學侯毅于Science刊發在絨面硅上實現最佳鈣鈦礦蒸汽分配實現高穩定性疊層太陽能電池的研究成果，在絨面硅襯底上實現平衡的蒸汽分配是形成高質量鈣鈦礦薄膜并確保器件性能的先決條件。研究表明，有機物種(例如FA+)與金字塔形織構表面的相互作用較弱，導致吸附不足和相雜質的出現。為了克服這一限制，引入了一種雙功能分子，該分子結合了三甲氧基硅烷錨定基團和富電子原子(例如氟)，從而增強了有機物與襯底的結合，并在共蒸發過程中恢復了成分平衡。采用這種方法制備的器件在包括高溫運行在內的嚴苛應力測試下表現出優異的穩定性。這種穩定性源于薄膜均勻性的提高，從而減輕了微應變，抑制了離子遷移和晶格畸變，同時減少了埋入界面處的殘留PbI2雜質，限制了潛在的退化位點。這些協同效應賦予了疊層器件在嚴苛條件下長期穩定運行的能力。
原文：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz3698
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