2020年2月27日，科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎(chǔ)研究管理中心）發(fā)布了2019年度中國科學(xué)十大進展，北京大學(xué)工學(xué)院周歡萍課題組、化學(xué)與分子工程學(xué)院嚴純?nèi)A/孫聆東課題組的研究成果“闡明銪離子對提升鈣鈦礦太陽能電池壽命的機理”入選。

Eu3+/Eu2+氧化還原梭大幅提升鉛碘鈣鈦礦太陽能電池工作壽命

鈣鈦礦太陽能電池是廣受關(guān)注的新一代光伏技術(shù)，而其工作穩(wěn)定性是目前產(chǎn)業(yè)化的主要障礙。傳統(tǒng)研究主要通過組分優(yōu)化、封裝，界面改性和紫外光過濾可以有效的抑制如氧氣、水分和UV光等因素導(dǎo)致的性能下降，從而提升器件的穩(wěn)定性。然而要進一步提高器件的壽命，需要發(fā)展一種長期有效的方法以抑制使役過程中材料的本征缺陷。為提高本征穩(wěn)定性，課題組及其合作者提出，通過在鈣鈦礦活性層中引入銪離子對（Eu3+/Eu2+）作為“氧化還原梭”，同時消除Pb0和I0缺陷，進而大幅提升器件使用壽命。有趣的是，該離子對在器件使用過程中沒有明顯消耗，對應(yīng)的器件的最高效率最高達到了21.52％(認證值為20.52％)，并且沒有明顯的遲滯現(xiàn)象。同時，引入銪離子對的薄膜器件表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，在連續(xù)太陽光照或85°C加熱1000小時后，器件仍可分別保持原有效率的91％和89％；在最大功率點連續(xù)工作500小時后保持原有效率的91%。該方法解決了鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池中限制其穩(wěn)定性的一個重要的本質(zhì)性因素，可以推廣至其他的鈣鈦礦光電器件，對于其他面臨類似問題的無機半導(dǎo)體器件也具有參考意義。相關(guān)研究進展發(fā)表在2019年1月18日Science[363(6424):265—270]上。

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“中國科學(xué)十大進展”遴選活動由科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎(chǔ)研究管理中心）牽頭舉辦，旨在激勵廣大科技工作者的科學(xué)熱情和奉獻精神，開展基礎(chǔ)研究科學(xué)普及，促進公眾理解、關(guān)心和支持基礎(chǔ)研究，在全社會營造良好的科學(xué)氛圍，至今已舉辦15年。

據(jù)介紹，中國科學(xué)十大進展遴選程序分為推薦、初選和終選3個環(huán)節(jié)。此次邀請專家從320項推薦的科學(xué)研究進展中初選出30項進入終選，終選邀請2600余名專家學(xué)者進行網(wǎng)絡(luò)投票，得票數(shù)排名前10位的科學(xué)進展入選“2019年度中國科學(xué)十大進展”。

“2019年度中國科學(xué)十大進展”入選的成果分別為：探測到月幔物質(zhì)出露的初步證據(jù)、構(gòu)架出面向人工通用智能的異構(gòu)芯片、提出基于DNA檢測酶調(diào)控的自身免疫疾病治療方案、破解藻類水下光合作用的蛋白結(jié)構(gòu)和功能、基于材料基因工程研制出高溫塊體金屬玻璃、闡明銪離子對提升鈣鈦礦太陽能電池壽命的機理、青藏高原發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人、實現(xiàn)對引力誘導(dǎo)量子退相干模型的衛(wèi)星檢驗、揭示非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)及其組裝機制、首次觀測到三維量子霍爾效應(yīng)。