近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员潘旭和田兴友团队与国内外科研工作者合作，首次发现阳离子分布不均匀是影响钙钛矿太阳能电池性能的主要原因，并成功制备出“均匀化”钙钛矿太阳能电池，获得26.1%的光电转换效率，认证效率为25.8%。11月2日，相关成果在线发表在《自然》杂志。
研究团队对钙钛矿薄膜晶相分布进行了深度剖析，通过掠入射X射线衍射与薄膜截面的透射电镜分析，证明了在薄膜底部存在面间距较小的晶相，并且在薄膜底部显示出与富Cs钙钛矿相关的特征信号。这些实验充分说明，阳离子面外方向的梯度不均匀分布。这也是首次可视化验证了钙钛矿薄膜的阳离子组分在面外不均匀分布。
研究团队进一步分析了这种梯度不均匀分布的原因，发现不同阳离子在结晶及相转变过程中的速率差过大是导致组分不均匀的主要原因。进而，团队设计制备出均匀化的钙钛矿薄膜。这种阳离子组分均匀分布的钙钛矿薄膜极大地提升了载流子寿命及扩散长度，加强了载流子界面抽取。利用上述策略制备的反式钙钛矿太阳能电池获得了26.1%的最高光电转换效率，认证效率为25.8%。此外，经2500小时最大功率电追踪后仍保持了可靠运行稳定性。
