近年來(lái)，金屬有機鈣鈦礦材料CH3NH3PbX3（X=Cl、Br、I）由于其在構建高效、廉價(jià)太陽(yáng)能電池和其它光電器件等方面展現出極大的應用價(jià)值，成為目前國際上重要的研究熱點(diǎn)材料之一。目前的研究普遍認為鈣鈦礦膜表面微觀(guān)形貌（晶塊大小、邊界等）的非均一性對薄膜光電性質(zhì)有很大的負面影響，但其影響機制并不清楚。因此，探究鈣鈦礦薄膜微觀(guān)形貌的非均勻性對載流子壽命、遷移率以及電池性能的影響對于進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池效率是非常必要的。

該研究團隊利用自主搭建的時(shí)間分辨熒光掃描成像系統在亞微米空間尺度上成功實(shí)現了對微觀(guān)區域載流子壽命，晶粒內部和晶粒之間的載流子擴散系數，晶粒內載流子遷移距離和載流子提取效率的直接成像測量；發(fā)現在高質(zhì)量鈣鈦礦CH3NH3PbI3（Cl）多晶薄膜中，晶粒內部載流子擴散速率很快，與大塊鈣鈦礦單晶材料相近，載流子壽命較長(cháng)，在不同大小和形狀的晶粒之間的分布是非常均一的；由此證明鈣鈦礦膜表面微觀(guān)形貌（晶塊大小、邊界等）的非均一性會(huì )損害薄膜光電性質(zhì)的推斷不完全正確。但是，當鈣鈦礦薄膜表面負載電子層和空穴傳輸層的時(shí)候，由于在鈣鈦礦和電子（空穴）受體界面存在的缺陷，不同晶粒表面載流子提取效率存在很大的差異，這很可能是限制太陽(yáng)能電池效率進(jìn)一步提高的關(guān)鍵因素。

上述研究工作得到科技部重大研究計劃、遼寧省自然科學(xué)基金等的支持。