作為新能源發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一，鈣鈦礦太陽電池由于其低廉的制造成本以及優(yōu)異的光電性能展現(xiàn)出巨大的商業(yè)化潛力，并受到眾多科研工作者的關(guān)注。盡管目前光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到25.2%，鈣鈦礦太陽電池器件本身的穩(wěn)定性仍然沒有得到充分的研究并制約其進(jìn)一步的商業(yè)化發(fā)展。鈣鈦礦太陽電池的穩(wěn)定性不僅取決于鈣鈦礦的晶體性質(zhì)，電荷傳輸層對其穩(wěn)定性的影響也是不容忽視的。原子層沉積是基于表面自限制反應(yīng)的薄膜制備工藝，通過控制沉積的循環(huán)次數(shù)，可以在原子級別上實(shí)現(xiàn)沉積厚度可調(diào)的超致密薄膜（如圖1）。近些年，原子層沉積制備的金屬氧化物薄膜由于其出色的環(huán)境穩(wěn)定性以及優(yōu)異的半導(dǎo)體特性，在鈣鈦礦太陽電池中獲得了眾多的進(jìn)展與突破。

圖1 鈣鈦礦晶體與原子層沉積（Al2O3）示意圖

南昌大學(xué)陳義旺教授，胡婷博士近期在Small Methods雜志上發(fā)表了綜述論文（DOI：10.1002/smtd.202000588），總結(jié)了原子層沉積金屬氧化物在空穴傳輸層，電子傳輸層，疊層器件以及半透明電池這四個(gè)方面的發(fā)展現(xiàn)狀，并對原子層沉積金屬氧化物的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。此外，對原子層沉積金屬氧化物在半透明鈣鈦礦太陽電池中的商業(yè)化可行性進(jìn)行了展望。

1） 致密的原子層沉積金屬氧化物薄膜可以有效阻隔外界水氧以及內(nèi)部的離子遷移，有效抑制鈣鈦礦本身的退化問題，大大提高半透明鈣鈦礦太陽電池使用壽命，有助于光伏建筑一體化的發(fā)展。

2） 對于高效的半透明鈣鈦礦太陽電池，能級匹配與界面層材料的吸光特性之間需要進(jìn)行權(quán)衡。采用原子層沉積工藝的單層或多層合金化策略，在降低光傳輸損耗的同時(shí)，通過擴(kuò)大界面層材料選擇范圍從而實(shí)現(xiàn)更匹配的能級排列。

為了避免電池中的漏電現(xiàn)象，完整的界面層覆蓋是必要的。然而，界面層的厚度會嚴(yán)重影響光的有效傳輸。通過原子層沉積加工的金屬氧化物界面層可以在極薄的情況下保證光和電流傳輸，有助于推動高附加值的環(huán)保產(chǎn)品(例如發(fā)電玻璃等)的研發(fā)使用。