“鈍化-傳輸”矛盾問(wèn)題在光電子器件中（例如太陽(yáng)電池、發(fā)光二極管、光電探測器等）普遍存在。為了減少半導體表面的非輻射復合損失，需要覆蓋鈍化層來(lái)減少半導體表面缺陷密度。這些鈍化材料的導電率一般很低，增加其厚度會(huì )增強鈍化效果，但同時(shí)會(huì )導致電流傳輸受限。因為這個(gè)矛盾，目前這些超薄鈍化層的厚度需要極為精確的控制在幾個(gè)甚至一個(gè)納米內（nm, 十億分之一米），載流子通過(guò)遂穿效應等厚度敏感方式進(jìn)行傳輸，對于低成本的大面積生產(chǎn)不利。

　　鈣鈦礦太陽(yáng)電池技術(shù)近些年引起了廣泛關(guān)注，其主要器件類(lèi)型包括鈣鈦礦單結、晶硅-鈣鈦礦疊層、全鈣鈦礦疊層電池等，有望在傳統晶硅太陽(yáng)電池之外提供新的低成本高效率光伏方案。鈣鈦礦電池中，異質(zhì)結接觸問(wèn)題帶來(lái)的非輻射復合損失已經(jīng)被普遍證明是主要的性能限制因素。由于“鈍化-傳輸”矛盾問(wèn)題的存在，超薄鈍化層納米級別的厚度變化都會(huì )引起填充因子和電流密度的降低。因此各類(lèi)鈣鈦礦器件都亟需一種新型的接觸結構，能夠在提高性能的同時(shí)大幅減少鈍化厚度的敏感性。

　　團隊經(jīng)過(guò)長(cháng)期思考和大量實(shí)驗探索，提煉出這種 PIC 接觸結構方案。其主要思想是不依賴(lài)傳統納米級鈍化層和遂穿傳輸，而直接使用百納米級厚度的多孔絕緣層，迫使載流子通過(guò)局部開(kāi)孔區域進(jìn)行傳輸，同時(shí)降低接觸面積。研究團隊的半導體器件建模計算揭示了這種 PIC 結構周期應該與鈣鈦礦載流子傳輸長(cháng)度匹配的關(guān)鍵設計原理。PIC 方案與晶硅太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的局部接觸技術(shù)有異曲同工之妙，但是不同的是，鈣鈦礦中的載流子擴散長(cháng)度較單晶硅要短很多，從毫米級別大幅減小到微米甚至更短，這就要求 PIC 的尺寸和結構周期要在百納米級別。傳統的晶硅局部接觸工藝不能夠直接滿(mǎn)足這種精度要求，而使用高精度微納加工技術(shù)在制備面積和成本方面存在不足。對此挑戰，團隊巧妙利用了納米片的尺寸效應，通過(guò) PIC 生長(cháng)方式從常規“層 + 島”（Stranski-Krastanov）模式向“島狀”（Volmer-Weber）模式的轉變，成功由低溫低成本的溶液法實(shí)現了這種納米結構的制備。

　　團隊在疊層器件中廣泛使用的 p-i-n 反式結構中開(kāi)展了 PIC 方案的驗證，首次實(shí)現了空穴界面復合速度從~60cm / s 下降至 10cm / s ，以及 25.5% 的單結最高效率（p-i-n 結構穩態(tài)認證效率紀錄 24.7%）。這種性能的大幅改善在多種帶隙和組分的鈣鈦礦中都普遍存在，展現了 PIC 廣泛的應用前景。另外，PIC 結構在多種疏水性基底都實(shí)現了鈣鈦礦成膜覆蓋率和結晶質(zhì)量的提高（載流子體相壽命大幅提升），對于大面積擴大化制備也很有意義。

　　值得注意的是，PIC 方案具有普遍性，可進(jìn)一步在不同器件結構和不同界面中推廣拓展；同時(shí)模擬計算指出目前實(shí)驗實(shí)現的 PIC 覆蓋面積還遠未達到其設計潛力，可進(jìn)一步優(yōu)化獲得更大的性能提升。