近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心在鈣鈦礦太陽能電池光電遲滯機理研究方面獲得新進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進材料》（Adv. Mater. 2019, 1902870）上。

　　新型鈣鈦礦有機金屬鹵化物太陽能電池具有成本低、能耗小、柔韌可塑和轉(zhuǎn)換效率高等諸多優(yōu)點，近十年來在全球范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。盡管如此，鈣鈦礦太陽能電池材料在測試和應(yīng)用中表現(xiàn)出復(fù)雜的耦合效應(yīng)，其背后的物理機制亟待研究，其中一個代表性問題就是伏安測試中普遍存在的電滯現(xiàn)象。針對這一問題，已有研究證實在非極性或者極性較弱的鈣鈦礦材料中離子運動是導(dǎo)致遲滯的主要原因，但可能的極性對光電遲滯的影響機理尚不清晰。

　　基于此，納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心與華盛頓大學(xué)、浙江大學(xué)、石家莊鐵道大學(xué)聯(lián)合研究團隊針對三元陽離子混合鹵化物鈣鈦礦太陽能電池材料展開研究，利用原子力顯微鏡對其壓電響應(yīng)和光電性能進行納米尺度表征，發(fā)現(xiàn)明顯光致極化增強效應(yīng)，而離子運動并無顯著改變。光電流顯微技術(shù)結(jié)合主成分分析法顯示，材料在局域尺度沒有發(fā)現(xiàn)光伏遲滯現(xiàn)象，并得到宏觀器件層面的數(shù)據(jù)證實。該工作直接證明鈣鈦礦太陽能電池中極性的存在并不會導(dǎo)致遲滯的產(chǎn)生，為利用極性分離光生載流子的可行性提供了有力支持。

　　論文共同第一作者為納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心客座學(xué)生夏國展、黃博遠(yuǎn)和張穎。該工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等的支持。

　　論文鏈接 

　　光電掃描探針顯微技術(shù)示意圖（左圖）、局域光致極化增強（中圖）、光照前后單點一階、二階壓電響應(yīng)對比（右圖）