我國在下一代光伏技術領域取得重要突破，由南京大學譚海仁團隊與國防科技創新研究院常超團隊聯合研發的全鈣鈦礦疊層光伏電池，通過太赫茲技術實現了內部載流子輸運行為的精準探測，光電轉化效率首次突破30%。相關研究成果已在國際權威學術期刊《自然》在線發表。
鈣鈦礦光伏電池的光電轉化效率長期難以提升，關鍵在于無法精確探測和調控材料內部的載流子行為。常超團隊開發的非接觸式、無損太赫茲輻射探測光譜表征技術，為解決這一難題提供了新方法。太赫茲光子具有亞帶隙能量特性，能夠特異性探測鈣鈦礦中的自由載流子濃度，避免帶間躍遷干擾。同時，其皮秒級時間分辨能力，為研究載流子輸運行為提供了獨特視角。
研究過程中，科研人員發現鈣鈦礦吸光層與空穴傳輸層之間的界面是載流子損耗的主要區域。針對這一問題，團隊設計了一種偶極鈍化層，該結構類似“單行道”，能夠引導載流子定向向空穴傳輸層運動，減少損耗。太赫茲輻射探測結果顯示，這種鈍化策略顯著促進了電荷傳輸，經鈍化處理的鈣鈦礦薄膜總載流子遷移率提升超過68%，載流子擴散長度延長近30%。
通過國際權威第三方機構認證，采用鈍化處理技術制備的新型全鈣鈦礦疊層光伏電池光電轉化效率達到30.1%，成為此類電池效率首次突破30%的案例，相關數據已被國際《太陽能電池效率表》收錄。這一成果標志著我國在鈣鈦礦光伏技術領域邁出了關鍵一步。
論文第一作者、南京大學現代工程與應用科學學院助理教授林仁興指出，太赫茲光譜技術在揭示載流子本征物理特性方面具有獨特優勢，為高效材料的設計提供了新的技術路徑。此次研究不僅提升了電池效率，也為后續光伏技術的優化提供了重要參考。
