目前，主流的有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池器件主要有兩種架構(gòu)，即多孔結(jié)構(gòu)和平面型結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)中，有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦的存在形式均為基于多晶納米薄膜，其光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過20%。

對于有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦體系，單晶器件的光電性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前廣泛采用的納米晶薄膜器件。主要得益于單晶樣品中晶界等缺陷數(shù)量的減少，使得光生載流子到達(dá)器件兩側(cè)電極的幾率大大增大，從而可以增大器件的光電流密度。

中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所研究員徐金寶帶領(lǐng)其研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了一種簡便的制備CH3NH3PbBr3大尺寸單晶的方法。

該方法采用單一溶劑前驅(qū)體，方法簡便、成本低，所有工序均可在室溫下完成，并且運(yùn)用該方法生長出了1414mm大尺寸晶體，該晶體為立方相結(jié)構(gòu)，P-43m(215)空間群；該單晶在暗態(tài)下自發(fā)極化行為較弱，置于光照環(huán)境下，晶體顯示出明顯的表面自發(fā)極化現(xiàn)象，體現(xiàn)出光誘導(dǎo)極化的特征；在光照與暗態(tài)下，表面電勢之差高達(dá)200mV，有利于制備高開路電壓的光電轉(zhuǎn)換器件。

該單晶表面電流分布均勻，光電流約為暗態(tài)電流的20倍，且在整體表面無衰減現(xiàn)象，這一結(jié)果表明單晶雜化鈣鈦礦器件與目前的納米晶薄膜器件相比，有望大幅提高其光生電流密度。

該研究成果發(fā)表在JournalofPhysicalChemistryLetters上，相關(guān)研究工作得到-新疆專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、中科院西部之光等項(xiàng)目資助。