分子摻雜工藝：研究人員引入了一種使用二甲基胺基摻雜劑的分子摻雜工藝，該工藝能夠創建一個與p-鈣鈦礦/ITO接觸良好且能夠鈍化晶界的結構。這種創新工藝提高了鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率（PCE），實現了經認證的25.39%的PCE，這是對鈣鈦礦太陽能電池現有標準的改進。
分子擠壓技術：該工藝采用了一種“分子擠壓"方法，在甲苯淬滅結晶過程中將分子從前驅體溶液排出到晶界和薄膜底部。這種技術導致了鈣鈦礦薄膜的p-摻雜，有助于提高器件的效率。
長壽命和高效率：器件在逆向掃描時實現了25.86%的效率，并表現出穩定性，即使經過1000小時的光老化，仍能保持96.6%的初始效率。這表明鈣鈦礦太陽能電池在性能和可靠性方面取得了顯著的進步。
在不斷發展的光伏領域中，更有效、可持續地利用太陽能的追求是一項不懈的努力。科學家已經探索了許多途徑來提高太陽能電池的效率，其中鈣鈦礦太陽能電池因其性能潛力和經濟制造能力的結合而一直脫穎而出。今天，我們將聚焦于一支南方科技大學何祝兵團隊率領杰出的研究團隊所取得的重大突破，他們實現了鈣鈦礦太陽能電池效率的深度提高，這標志著我們共同追求更可持續和能效的未來的重要一步。
這項開創性的研究提出了一種與傳統方法有著根本不同的新型分子摻雜工藝，使用了一種二甲基氨基基團的摻雜劑。這種摻雜劑巧妙地用于形成和諧的p-鈣鈦礦/ITO接觸，并精確地去除晶界缺陷，推動了鈣鈦礦太陽能電池功率轉換效率（PCE）的大幅提升。研究團隊創造出了一個驚人的世界紀錄，即25.39%的認證PCE，為該行業設定了新的標準和潛力。
為了達到這個非凡的成就，研究人員提出了一種被稱為“分子擠壓"的巧妙技術。這種創新策略迫使前體溶液中的分子在甲苯淬火晶化過程中重新分布到晶界和薄膜底部。因此，這導致了鈣鈦礦薄膜的p型摻雜，這是實現設備效率顯著提高的關鍵。這種工藝因此標志著一種基礎性的突破，從根本上改變了可再生能源范式。
然而，這項研究的勝利不僅僅局限于效率領域。該團隊的設備不僅在反向掃描中展示了25.86%的PCE，超越了以往的閾值，而且表現出了穩定性，在經過1000小時的光老化后仍保持了96.6%的初始效率。這項成就解決了鈣鈦礦太陽能電池技術中的一個主要挑戰——效率和穩定性之間的平衡，并為未來旨在優化這兩個重要方面的研究提供了有價值的基礎。
在這項開創性研究的核心是Enlitech的QE-R精密測量設備的精確利用。這種先進的設備為團隊提供了準確的讀數，使他們能夠仔細評估他們的新方法的結果。選擇Enlitech的QE-R設備，這種以精度和可靠性聞名的設備，強調了頂級資源在實現突破性成果中的重要性。
此外，研究人員深入探究了p-鈣鈦礦/ITO界面的復雜能帶對齊。通過應用紫外光電子能譜（UPS），他們闡明了促進空穴提取的帶彎曲現象，這是實現高性能太陽能電池的關鍵過程。實驗揭示了二甲基氨基基團摻雜劑以及與鉛離子形成的分子復合物修改ITO基板的功函數，從而獲得了有利于高效空穴提取的能帶對齊。
除了提高效率和穩定性外，研究團隊還解決了鈣鈦礦太陽能電池中常見的滯后效應挑戰。通過采用分子擠壓技術和精確的摻雜工程，他們顯著降低了滯后效應，從而使設備性能更加可靠和可重復。這一突破為實際應用和商業化鈣鈦礦太陽能電池提供了巨大的潛力，因為它解決了阻礙其廣泛應用的主要障礙之一。
此外，研究團隊對電荷載流子動力學的詳盡研究揭示了他們的鈣鈦礦太陽能電池性能異常出色的機制。通過各種分析技術，包括電荷密度差和Bader電荷分析，他們揭示了鈣鈦礦薄膜內電荷的重新分布，這歸功于有效的分子摻雜策略。這種重新分布導致了提高空穴提取效率和提高整體設備性能的效果。
總之，這項開創性的研究代表了鈣鈦礦太陽能電池領域的重大進展，實現了25.39%的創紀錄效率和穩定性。分子摻雜工藝結合創新的分子擠壓技術為實現對設備性能和穩定性控制鋪平了道路。Enlitech的QE-R精密測量設備的利用對于準確評估制造的設備的光電性質起到了至關重要的作用。這一非凡成就將我們更接近實現鈣鈦礦太陽能電池的全部潛力，推動我們邁向由清潔、可再生能源驅動的未來。
