隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，預(yù)計未來十年將有數(shù)百億美元的無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備涌入全球市場，其中近一半用于室內(nèi)用途。室內(nèi)光伏發(fā)電可以將室內(nèi)光轉(zhuǎn)換為可用的電力，被認為是物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的理想能源。在這種背景下，各種寬帶隙材料被用于室內(nèi)光伏，如染料分子、有機半導(dǎo)體、和鈣鈦礦材料。其中，鈣鈦礦材料的優(yōu)點突出，包括卓越的光電性能，適用柔性器件，低成本的制造過程，和可調(diào)整的帶隙。盡管主流寬帶隙鉛基鈣鈦礦的室內(nèi)光伏性能很吸引人（超過40%），但其中有毒的鉛元素已成為鉛基鈣鈦礦在室內(nèi)光伏應(yīng)用中的主要障礙。在無毒的鈣鈦礦材料中，錫基鈣鈦礦因其可調(diào)的吸收光譜、低的激子結(jié)合能和高的載流子遷移率而表現(xiàn)出最大的潛力。然而，目前錫基鈣鈦礦室內(nèi)光伏，由于其不可控的結(jié)晶過程，仍然表現(xiàn)出較差的性能。

近日，中國科學(xué)院大學(xué)光電學(xué)院孟祥悅教授課題組及其合作者，提出了一種調(diào)節(jié)界面的粘附相互作用來調(diào)控錫基鈣鈦礦異相成核動力學(xué)的策略，通過引入堿金屬氟化物來精確調(diào)控埋底界面和鈣鈦礦薄膜之間的粘附力，從而降低了異相成核的接觸角和能壘，制備高質(zhì)量的錫基鈣鈦礦薄膜。所得錫基鈣鈦礦太陽能電池在1000勒克斯的室內(nèi)照明下實現(xiàn)了20.12%的效率，超過了所有類型的無鉛鈣鈦礦室內(nèi)光伏，并成功地為基于射頻識別的傳感器供電。

本工作系統(tǒng)探索了通過控制埋底界面的粘附力調(diào)控錫基鈣鈦礦異相成核動力學(xué)的策略，成功制備高效的錫基鈣鈦礦室內(nèi)光伏器件且成功應(yīng)用于驅(qū)動射頻識別傳感器工作。這一成果近期發(fā)表在Advanced Materials上，孟祥悅教授是文章的通訊作者，課題組碩士研究生高震為文章第一作者，博士研究生王軍方為共同第一作者。

文章來源：中國科學(xué)院大學(xué)