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雜化鈣鈦礦是由金屬鹵化物框架散布有機(jī)陽(yáng)離子制成的材料。由于其光收集能力和較低的制造成本，已引起外界很大的興趣，這也使得鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）成為取代當(dāng)前硅基器件的主要候選者。

此外，鈣鈦礦在包括LED燈、激光器和光電探測(cè)器在內(nèi)的一系列應(yīng)用中也顯示出巨大的潛力。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池商業(yè)化道路上的障礙之一是其運(yùn)行穩(wěn)定性，與市場(chǎng)上已有的光伏技術(shù)相比，這個(gè)問(wèn)題使其處于不利地位。這對(duì)于混合鹵化物鈣鈦礦來(lái)說(shuō)尤其是個(gè)問(wèn)題，它是串聯(lián)太陽(yáng)能電池和發(fā)射可調(diào)LED的理想材料，因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合了高靈活性和光電性能。

混合鹵化物鈣鈦礦還具有寬帶隙，這一特性會(huì)影響光伏材料發(fā)電所需的能量。但在大多數(shù)混合鹵化物鈣鈦礦中，光會(huì)導(dǎo)致一種稱(chēng)為“鹵化物相偏析”的現(xiàn)象發(fā)生，這一過(guò)程中其成分會(huì)“分解”到不同鹵化物含量的區(qū)域。在太陽(yáng)能電池的使用壽命期間，這種分離會(huì)導(dǎo)致顯著的效率問(wèn)題。

因此，解決這個(gè)問(wèn)題對(duì)于鈣鈦礦技術(shù)的成功至關(guān)重要，特別是對(duì)于具有所謂串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，其中混合鹵化物，寬帶隙鈣鈦礦通常與第二個(gè)低帶隙鈣鈦礦或硅電池結(jié)合使用。

在最新的研究中，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的科學(xué)家們現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了一種方法，可以提高基于純碘化物和混合鹵化物鈣鈦礦的太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，同時(shí)抑制后者的鹵化物相偏析。他們的研究成果已于近期發(fā)表在了《焦耳》雜志上。

具體而言，該方法用兩種烷基銨鹵化物調(diào)節(jié)劑處理PSC，這些調(diào)制劑協(xié)同作用以提高太陽(yáng)能電池性能。調(diào)節(jié)劑被用作鈍化劑，用于減輕鈣鈦礦缺陷的化合物。在新研究中，研究人員使用這兩種調(diào)制器來(lái)阻止鹵化物偏析，從而大大減少長(zhǎng)期使用PSCs時(shí)功率轉(zhuǎn)換效率的下降。

據(jù)稱(chēng)，新方法使一種鈣鈦礦組合物（α-FAPbI）的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24.9%，而另一種鈣鈦礦組合物（FA65MA35Pb(I65Br35)3）的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了21.2%。而且在連續(xù)運(yùn)行1200小時(shí)和250小時(shí)后，分別保留了約80%和90%的初始效率。

研究人員寫(xiě)道：“通過(guò)解決穩(wěn)定性的關(guān)鍵問(wèn)題，我們的結(jié)果代表了朝著PSCs大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用邁出的重要一步?！?/p>

關(guān)鍵詞 太陽(yáng)能電池 轉(zhuǎn)換效率 研究人員