近日,电子科学与技术学院吴挺竹教授团队在材料科学、光学领域权威期刊《Advanced Optical Materials》上发表综述“Application of Ultrafast Lasers: A Promising Route toward the Fabrication of Advanced Perovskite-Based Devices”。该综述全面介绍了不同激光技术应用于钙钛矿以及钙钛矿基太阳能电池的卓越性能和独特优势,包括激光退火、激光诱导成核、激光烧蚀以及激光图案化等。
近年来,钙钛矿材料因为其高载流子迁移率、高光致发光量子产率、高光吸收系数等特性,受到了人们极大的关注。尤其在应用于太阳能电池时,其高转换效率以及较为简易的制备工艺,使之成为可能改变太阳能电池市场格局。
但随着科技的发展,传统的制备和处理钙钛矿的方法已不能满足工业日益提高的需求,而研究人员发现激光技术与钙钛矿材料非常契合,目前激光技术在钙钛矿上的应用非常广泛且效果十分显著,因此该综述详细介绍了近年来激光技术在钙钛矿材料中的应用,主要包括激光诱导成核成膜、激光退火、激光烧蚀、激光打印、激光图案化等,并展望了基于激光技术的钙钛矿的前景和未来。

图1 不同激光技术应用于钙钛矿领域

图2 (a) 激光处理(100个脉冲)后的表面SEM图像, (b) 不同脉冲数量(1, 10, 100, 1000)下的PL光谱, (c) 不同脉冲数量(1, 10, 100, 1000)下的吸光度光谱, (d) 传统热退火制备钙钛矿的示意图, (e) 磁场辅助脉冲激光定向生长钙钛矿晶体示意图, (f) 激光退火前后的钙钛矿微线的OM图像以及结晶改善因子(I105/I97)的拉曼图, (g) 基于激光退火的高效钙钛矿太阳能电池SnO2的激光诱导超快钝化过程, (h) 退火机制。
本文综述了激光技术在钙钛矿各个领域的应用现状,重点分析了前沿技术的微观原理,并对未来的挑战和机遇提出了展望。该综述将有助于促进高效、稳定和节能技术的发展,为相关领域的研究提供参考。
厦门大学为该文章的第一署名单位,该项研究工作是在吴挺竹教授的指导下完成,23级硕士研究生张煜昊和21级博士研究生林友钦为论文共同第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金、福建省杰出青年基金、福建省对外合作产业化项目、厦门市重大科技项目、福建省科技计划区域发展项目和中央高校基本科研业务费等项目的资助。
(文稿图片:张煜昊;校核:郭自泉)