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非鉛鈣鈦礦材料製備技術鈣鈦礦材料，非鉛，環保，高效製備。

應用領域：

光伏及信息技術領域

成果簡介

曲波課題組建立了無鉛鈣鈦礦材料（環保型）的有效製備技術，可製備高效穩定的無鉛鈣鈦礦材料及其光伏器件、發光器件。（1）採用降溫結晶方法，合成了鐵摻雜的無鉛雙鈣鈦礦Cs2AgBiBr6單晶，將無鉛雙鈣鈦礦Cs2AgBiBr6的光吸收範圍由橙光波段（⁓610 nm）拓寬至近紅外波段（⁓1350 nm），這是目前國際上已報道的具有最寬光譜吸收範圍的無鉛鈣鈦礦光伏材料，極大提升了太陽光能量的吸收利用率。該科研成果克服了目前主流技術所採用的鉛基鈣鈦礦材料製備帶來的環境、安全、成本、批次穩定性等直接影響鈣鈦礦材料真正走向實際應用的瓶頸問題。該新型材料在光電子器件上，包括近紅外光電探測器，中間帶太陽能電池等，具備廣闊的應用前景。因此，該科研工作提供了一種新的方法來調控無鉛鈣鈦礦的光電響應能力，為進一步拓展無鉛鈣鈦礦的光伏應用打下了堅實基礎。（2）我們合成了高質量Cs2AgBiBr6無鉛（環保）鈣鈦礦薄膜，並製備出國際上已報道的透過率超過70%透明光伏器件中的效率最高值，這也是國際上已報道的全無機透明光伏器件中的效率最高值，為透明太陽能電池的商業化應用奠定了堅實的研究基礎；（3）利用前驅液摻雜和兩步退火協同作用，我們製備出平整緊緻、晶粒尺寸達到微米級、良好結晶性的鈣鈦礦薄膜，並實現了全無機鈣鈦礦光伏器件能量轉換效率國際最高數值（論文發表時），該工作被MaterialsViews (Wiley) 進行了專題報道，並被Wiley Online Library統計為Solar RRL當期下載量排名第一的科研工作；（4）採用熱注入法合成了晶型規整、形貌均一的立方相無鉛雙鈣鈦礦（Cs2AgIn0.9Bi0.1Cl6）量子點（QDs），並首次製備出基於無鉛雙鈣鈦礦Cs2AgIn0.9Bi0.1Cl6量子點的電驅動白光二極管，器件擁有接近標準白光的CIE色度坐標(0.32, 0.32)/6432 K，顯色指數高達94.5，同時顯現出優異的工作穩定性。

經濟效益與社會效益

鈣鈦礦材料是目前最受關注和期待的高性能光電材料之一。本技術具有綠色、環保、安全、低成本和高可重複性等顯著優勢，有望推動非鉛鈣鈦礦材料在光伏、發光、傳感等領域的早日應用，實現巨大的經濟及社會效益，為解決「卡脖子」背後的關鍵材料問題提供原創性解決方案。