维度网讯，近日，奥地利科学技术研究所（Institute of Science and Technology Austria）的一个研究团队发现，低成本且充满结构缺陷的钙钛矿太阳能电池之所以能接近传统硅电池的发电效率，其关键在于晶体内部存在的“畴壁”网络。这些畴壁能够主动分离电子和空穴，防止它们快速复合，从而实现高效的电荷传输。

在传统太阳能技术中，硅晶体的纯度几乎不容许瑕疵。每一个缺陷都可能成为捕获电荷的陷阱，导致能量损失。因此，生产适用于太阳能电池的硅晶圆需要经过高成本且高能耗的精炼过程。而钙钛矿太阳能电池则遵循完全不同的路径。这些由溶液生长的卤化铅化合物本身就充满结构缺陷。尽管按照硅材料的逻辑，这种材料本不该具备良好的光伏性能，但过去15年间，其效率却在持续攀升，目前已逼近单晶硅电池的水平。

为了解决这一矛盾，ISTA的研究人员Dmytro Rak和Zhanybek Alpichshev提出了一个假设：钙钛矿晶体内部存在一种电场力，能够主动将电子和空穴拉开，阻止它们复合。团队利用非线性光学技术将电荷注入材料深处进行测试，发现即使没有外加电压，每次都会产生方向一致的电流，这表明材料自身即具备分离电荷的能力。

研究人员随后利用银离子作为“探针”，揭示了这种分离力的来源。由于钙钛矿可以传导离子，Rak将银离子引入晶体，它们自然迁移并沿着特定的结构边界——畴壁——积累。将银离子转化为金属银后，在显微镜下，一个密集、相互连接的畴壁网络清晰可见。当光生电荷对在畴壁附近形成时，局部的电场立即将电子和空穴拉向相反的两侧，使其沿着畴壁长距离传输，进而转变为可用的电能。这种畴壁网络将原本被视为缺陷的结构，变成了整个系统高效运作的基础设施。

这一发现为提升钙钛矿太阳能电池性能提供了新思路。此前，主要的优化方向集中于调整化学成分，而本次研究则指向了一条全新的路径：通过直接工程化晶体内部的畴壁结构，来优化电荷传输。这种方式有望在维持低成本溶液制备工艺的同时，进一步提升钙钛矿太阳能电池的效率。