技术成果

钙钛矿太阳能电池气体修复技术

发展以光伏为代表的清洁能源是最终实现碳中和目标的主要途径。目前商业化主流的晶 硅电池的成本控制已经接近极限，以钙钛矿电池为代表的第三代光伏技术有望进一步实现光 伏产业的降本增效，降低光伏技术的度电成本，推动光伏产业的大规模应用。研究所固态能 源系统技术中心自2012年开始钙钛矿太阳能电池研究，于2015年提出“气体修复”制备大面积 钙钛矿薄膜制备方案，于2020年发展出针对目前主流钙钛矿材料体系的“气体修复”技术，并 开发出具有完全自主知识产权的气体修复制备大面积钙钛矿薄膜技术路线，并完成了相关设 备研发。该技术多次被《Science》和《中国科学·化学》等杂志亮点报道，被认为是钙钛矿 太阳能电池大规模制备的理想技术手段，已在多家钙钛矿企业成功应用。

柔性钙钛矿电池

钙钛矿电池作为光伏领域的新型薄膜电池，在短短几年内，其效率已达到22.7%，获得了国内 外的广泛关注。并且凭借轻质、柔性、弱光敏感以及可多种技术加工的方法实现大面积制备等优点 迅速崛起，在日常生活、高新技术、国防军工等各个领域都显现出广泛的应用前景，尤其是便携式、 柔性及消费电子领域，如帐篷、背包、光伏建筑一体化以及飞艇、野外装备等军民融合领域，已初步 具备了商业化的潜力。本组与陕西师范大学合作，共同研发出具有自主知识产权制备钙钛矿薄膜 的新方法（柔性真空交替沉积法、真空双无机前驱体共蒸发法等）。获得如下成果：1.使平面型电 池效率（美国Newport认证效率）大幅提升至21.5%，是该类型电池的世界最高效率，而且电池在 大气环境放置两年后效率仍然高达17.85%。2.在室温条件下，制备的柔性钙钛矿电池，2015年电 池效率达到15.07%，突破了当时的世界纪录，通过改进界面修饰，研制的平面型钙钛矿电池效率 达到19.6%以上，柔性电池效率达到18.4%，再次突破当时的国际最高效率。3.发展了升温析晶 法快速制备大尺寸钙钛矿单晶及切割方法，在短时间内获得大尺寸优质单晶体。并制备出超低缺 陷态密度和高载流子寿命的超大单晶体（>120 mm）。4.创建了高性能大尺寸钙钛矿单晶制备、单 晶薄片及光电器件制备技术。创建了厚度和形状可控的直接生长大面积超薄钙钛矿单晶片方法。5. 通过开发新技术获得了优良稳定性的大尺寸钙钛矿单晶。首次制备了钙钛矿单晶光电器件，光探 测响应速度较微晶薄膜器件提高了 200 倍，且稳定性得到了显著提高。目前本组结合产业化的需 求，主要致力于在PET衬底上大面积（宽度16cm，长度20m）柔性钙钛矿电池的开发研究。

一种大面积钙钛矿太阳能电池印刷制备的方法

一种利用微波法制备钙钛矿氧化物纳米材料的方法

发明专利开放许可（专利号 CN202210044737.8，IPC主分类 C01G19/00）。合享价值度8分，开放许可费用80万元（单件基准收费，可一次性或分期支付，另议技术支持费）。

大面积钙钛矿太阳电池制备研究

获西安高校科技成果转化大赛优胜奖。

辐射探测器用半导体单晶材料的生长与应用

本项目根据陕西省 24条重点产业链中光子产业链的需求，针对大尺寸高质 量低成本辐射探测器用半导体单晶材料的晶体生长技术瓶颈，提出了低温溶液法 （<120℃）与籽晶技术辅助的一步结晶工艺，通过分别调控晶体形核与长大机制， 实现了厘米级高质量高性能钙钛矿单晶材料的一步法生长，为新型半导体辐射探 测器的开发和商业化应用奠定了一定基础。目前，采用该晶体生长技术已生长出 有机-无机杂化铅卤钙钛矿单晶（MAPbBr3、MAPbCl3、MAPbI3）、有机-无机杂 化混合卤素钙钛矿单晶（MAPb(BrxI1-x)3、MAPb(BrxCl1-x)3 等）、纯无机铅卤 钙钛矿单晶（CsPbX3）、混合阳离子铅卤钙钛矿单晶（CsxMA1-xPbX3）等，并 制备出了相关器件，具有好的光电性能和探测性能。并且，该类材料的禁带宽度 大且连续可调，耐辐照特性好，在强辐射场环境使用更具优势。