光掺杂作为一种简洁、可控且可逆的策略，通过不断激发产生的光生载流子，有效提升了电导率σ，这一技术在MAPbI3单晶及薄膜领域已取得了显著应用成果。然而，与常规的电掺杂机制相异，光掺杂过程中同时生成的自由空穴和电子，会引发剧烈的双分子复合现象。通常，这种双极性效应在高掺杂浓度的半导体材料中并不显著，但当多数载流子与少数载流子的贡献相当时，其影响便不容忽视，进而导致塞贝克系数S的大幅下降。因此，在追求σ与S同步提升的过程中，有效抑制载流子的复合显得尤为关键。值得注意的是，锡基卤化物钙钛矿相较于铅基钙钛矿，展现出独特的自掺杂效应及更高的载流子浓度，使得载流子复合问题更为突出。
近期，来自复旦大学材料科学系的博士研究生陈睿思、梁子骐教授，携手上海硅酸盐研究所的陈立东院士，在《ACS Energy Letters》期刊上发表了一项开创性研究（文章链接：（https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c02759）https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c02759（https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c02759），发表于2024年第9期，页码5721-5727）。他们提出了一种新颖的光增强热电器件设计理念，通过在光照端（即热端）沉积电子传输层，巧妙地引入了一个与温度梯度方向垂直的额外电场。这一创新设计实现了锡基钙钛矿中空穴与电子的有效分离与传输。在室内光照条件下，该器件不仅使得电导率σ与塞贝克系数S同时增加，还促使FASnI3薄膜的热电功率因子（PF）实现了28倍的大幅提升。更进一步地，将此器件结构应用于不同掺杂水平的MASnI3和CsSnI3材料，成功获得了卤化物钙钛矿领域迄今为止最高的热电功率因子PF值，达到342.21 μW m^-1 K^-2，以及平均热电优值zT = 0.27。
这一研究成果揭示了光伏效应与热电效应在微观层面的深度耦合潜力，为解决金属卤化物钙钛矿材料在能源转换领域面临的诸多挑战提供了新的思路和方向。
近日，复旦大学材料系陈睿思（博士研究生）、梁子骐教授与上海硅酸盐研究所陈立东院士合作发表文章ACS Energy Lett. 2024, 9, 5721−5727 (https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c02759)，提出一种光增强的热电器件。
