PIC接觸結(jié)構(gòu)方案的主要思想是不依賴傳統(tǒng)納米級鈍化層和隧穿傳輸，而直接使用百納米級厚度的多孔絕緣層，迫使載流子通過局部開孔區(qū)域進行傳輸，同時減少接觸面積。

　　研究團隊的半導(dǎo)體器件建模計算揭示了這種PIC結(jié)構(gòu)周期應(yīng)該與鈣鈦礦載流子傳輸長度匹配的關(guān)鍵設(shè)計原理。PIC方案與晶硅太陽能電池領(lǐng)域的局部接觸技術(shù)有異曲同工之妙，但不同的是，鈣鈦礦中的載流子擴散長度較單晶硅要短很多，從毫米級別大幅縮小到微米甚至更短，這就要求PIC的尺寸和結(jié)構(gòu)周期在百納米級別。傳統(tǒng)的晶硅局部接觸工藝不能直接滿足這種精度要求，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。

　　為應(yīng)對該挑戰(zhàn)，團隊巧妙利用了納米片的尺寸效應(yīng)，通過PIC生長方式從常規(guī)“層+島”模式向“島狀”模式轉(zhuǎn)變，成功以低溫低成本的溶液法實現(xiàn)了這種納米結(jié)構(gòu)的制備。

　　此外，研究團隊在疊層器件中廣泛使用的p-i-n反式結(jié)構(gòu)中開展了PIC方案的驗證，首次實現(xiàn)了空穴界面復(fù)合速度從60厘米/秒下降至10厘米/秒，以及25.5%的單結(jié)最高效率。這種性能的大幅改善在多種帶隙和組分的鈣鈦礦中普遍存在。

　　PIC方案具有普遍性，可進一步在不同的器件結(jié)構(gòu)和界面中推廣拓展；同時目前實驗實現(xiàn)的PIC覆蓋面積還遠未達到其設(shè)計潛力，可進一步優(yōu)化獲得更大的性能提升。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.ade3126