窄帶隙(≈1.2 eV)錫鉛混合鈣鈦礦太陽能電池是一種有前途的全鈣鈦礦串聯(lián)疊層器件底電池，有望提供比單結(jié)太陽能電池的理論Shockley-Queisser極限更高的效率。密度泛函理論 (DFT) 研究表明，具有(100)取向的錫鉛鈣鈦礦薄膜會顯著降低陷阱密度，這是鈣鈦礦器件性能的關(guān)鍵品質(zhì)因數(shù)。鑒于此，2022年4月8日陜西師范大學劉生忠團隊于AFM刊發(fā)配體錨定誘導定向晶體生長制備高效鉛錫鈣鈦礦太陽能電池的研究成果。烷基二胺被設(shè)計為首先作為成核劑錨定在表面上，以調(diào)節(jié) 錫鉛混合鈣鈦礦的生長，使其優(yōu)先沿著(100)取向進行。觀察到二胺陽離子不僅在成核階段有效地誘導了晶體生長，而且還保留在晶體表面，最終鈍化了所得的鈣鈦礦薄膜。結(jié)果，正如DFT研究所預測的，二胺基薄膜顯示出具有優(yōu)異光電性能的(100)擇優(yōu)取向。因此，實現(xiàn)了20.03%的冠軍功率轉(zhuǎn)換效率，是此類設(shè)備中最高的效率之一。這些發(fā)現(xiàn)為理論上設(shè)計表面成核以誘導鈣鈦礦材料優(yōu)先生長以獲得更好的光電性能提供了一種可行的策略。