西安交通大學攜手北斗儀器：接觸角測量技術助力鈣鈦礦光伏研發新

2025-07-14 10:07:43

近年來，鈣鈦礦太陽能電池因其高效率、低成本及可柔性制備等優勢，成為光伏領域的研究熱點。然而，鈣鈦礦材料的穩定性與界面性能仍是制約其商業化應用的關鍵難題。近日，西安交通大學聯合北斗儀器，成功將高精度接觸角測量儀應用于鈣鈦礦薄膜的表征與優化，為提升光伏器件性能提供了新的技術支撐。  

接觸角測量：破解鈣鈦礦界面性能的關鍵  

接觸角是表征材料表面潤濕性的重要參數，直接反映了材料表面的能量狀態和化學組成。在鈣鈦礦太陽能電池中，界面潤濕性對薄膜均勻性、缺陷鈍化及電荷傳輸效率具有顯著影響。傳統的鈣鈦礦制備工藝中，溶劑選擇、成膜條件及界面修飾均需精確調控，而接觸角測量技術能夠快速評估這些因素對材料表面的影響。  

 西安交通大學研究團隊利用北斗儀器提供的接觸角測量儀，對鈣鈦礦前驅液在基底上的鋪展行為、薄膜的疏水性及界面改性效果進行了系統研究。通過精確測量不同工藝條件下的接觸角變化，團隊優化了鈣鈦礦薄膜的結晶質量，減少了界面缺陷，從而顯著提升了電池的光電轉換效率和長期穩定性。  

技術優勢：高精度、高效率、智能化  

北斗儀器的接觸角測量儀具備高分辨率光學系統、自動化液滴控制和智能數據分析功能，可實現對鈣鈦礦薄膜表面能的精準測定。該設備支持動態接觸角分析，能夠模擬實際環境（如濕度、溫度變化）對材料潤濕性的影響，為鈣鈦礦太陽能電池的耐久性研究提供了重要數據支撐。  

西安交通大學團隊表示，這一技術的引入大幅縮短了實驗周期：“過去依賴經驗摸索的工藝參數，現在可以通過接觸角數據快速篩選，顯著提高了研發效率。”  

推動光伏技術革新，助力綠色能源發展  

鈣鈦礦太陽能電池被視為下一代光伏技術的重要方向，其理論效率已突破30%，且具備輕量化、可卷對卷生產的潛力。然而，要實現大規模應用，仍需解決材料降解、界面損耗等問題。西安交通大學與北斗儀器的合作，為鈣鈦礦界面工程提供了新的研究工具，有望加速高性能、長壽命太陽能電池的研發進程。  

未來，雙方將進一步深化合作，探索接觸角測量技術在柔性鈣鈦礦器件、疊層電池及太空光伏等前沿領域的應用，為我國新能源技術的發展貢獻創新力量。  

 西安交通大學與北斗儀器的此次合作，展現了產研結合在推動技術創新中的重要作用。通過高精度表征手段的引入，鈣鈦礦光伏研究正向更高效、更穩定的方向邁進，為全球綠色能源轉型提供了新的可能。