材料領域的明日之星

鈣鈦礦材料被譽為光伏界的”夢幻材料”，其光電轉換效率在短短十年間從3.8%飆升至26%，展現出取代傳統硅基太陽能技術的巨大潛力。在眾多鈣鈦礦材料中，甲脒鉛碘（FAPI）因其優異的光吸收能力和理論效率極限備受關注。但就像初生的恒星需要克服引力束縛，FAPI在常溫下容易發生相變分解，微觀結構中的晶界缺陷更如同”能量黑洞”，吞噬著光電轉換效率。

突破瓶頸的雙ren劍

研究團隊發現，快速紅外退火技術雖能0.6秒完成薄膜結晶，但閃電般的處理速度卻像”時間加速器”，使材料內部的原子來不及有序排列。通過正電子湮滅壽命譜儀（PALS）檢測發現，這種工藝會在每立方厘米材料中產生千萬分之一的空位缺陷，相當于在足球場上隨機出現數百個”陷阱坑洞”，嚴重影響電荷傳輸效率。

分子”修補匠”的微觀奇跡

（插入分子結構圖：TEMPO分子與鈣鈦礦晶體的相互作用示意） 研究團隊創新性地引入TEMPO分子，這種形似”六齒齒輪”的有機化合物展現出驚人的修復能力。當科研人員通過正電子湮滅測量發現，TEMPO能將晶界缺陷密度降低至傳統工藝的1/10，相當于將足球場的坑洞縮減到個位數。配合閃光紅外退火技術，材料內部形成均勻的”鵝卵石小路”結構，電荷傳輸效率提升30%。

太空望遠鏡級檢測技術

研究采用的”材料CT掃描儀”——正電子湮滅譜儀，能夠捕捉十億分之一秒級的微觀變化。數據顯示，添加TEMPO的樣品中正電子壽命從452皮秒縮短至436皮秒，揭示材料內部電子密度提升15%。這種變化如同在納米尺度上”填bu裂縫”，使電池在85℃高溫下仍保持90%以上效率。

從實驗室走向千家萬戶

該技術已實現無溶劑、卷對卷生產，單個電池組件生產成本降低40%。團隊正在與工業伙伴合作開發輕質柔性組件，未來可應用于建筑外墻、車載電源等場景。正如論文通訊作者Sánchez-Alonso博士所說：“我們不僅創造了效率記錄，更打通了產業化的最后yi公里。”

產研聯動助理科學突破

研究中關鍵的缺陷表征得益于正電子湮沒壽命譜技術。安徽核芯電子科技有限公司推出的DPLS-4000數字化正電子湮沒壽命譜儀，時間分辨率≤190 ps，可精準檢測材料中缺陷的類型與濃度，實現“一鍵測量”的智能化操作，為同類研究提供強大工具支撐。