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雜化鈣鈦礦是由散布有有機(jī)陽離子的金屬鹵化物骨架制成的材料。鈣鈦礦太陽能電池(PSC)因其集光能力和低制造成本而在太陽能領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注，這使得鈣鈦礦太陽能電池(PSC)成為替代當(dāng)前硅基設(shè)備的主要候選材料。鈣鈦礦在包括LED燈、激光器和光電探測器在內(nèi)的一系列應(yīng)用中也顯示出巨大的潛力。
鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化的障礙之一是它們的操作穩(wěn)定性，與市場上已有的光伏技術(shù)相比，這使它們處于劣勢。這對于混合鹵化物鈣鈦礦來說尤其是一個問題，它們是串聯(lián)太陽能電池和發(fā)射可調(diào)LED的理想材料，因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合了高組成靈活性和光電性能。
混合鹵化物鈣鈦礦還具有寬帶隙，這種特性會影響光伏材料發(fā)電所需的能量。但在大多數(shù)混合鹵化物鈣鈦礦中，光會導(dǎo)致一種稱為鹵化物相分離的現(xiàn)象，其中成分“分離”到不同鹵化物含量的區(qū)域。這種分離會在太陽能電池的使用壽命期間導(dǎo)致嚴(yán)重的效率問題。因此，解決這個問題對于鈣鈦礦技術(shù)的成功至關(guān)重要，特別是對于具有所謂串聯(lián)配置的太陽能電池，其中混合鹵化物、寬帶隙鈣鈦礦通常與第二個低帶隙鈣鈦礦或硅電池結(jié)合使用。
EPFL基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院的一組研究人員現(xiàn)已開發(fā)出一種方法，可以提高基于純碘化物和混合鹵化物鈣鈦礦的太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，同時還能抑制后者中的鹵化物相分離。該論文發(fā)表在Joule上，該研究由EPFL的MichaelGr?tzel教授和UrsulaRothlisberger教授小組進(jìn)行，并由EssaA.Alharbi博士和LukasPfeifer博士領(lǐng)導(dǎo)。
該方法用兩種烷基鹵化銨調(diào)制劑處理PSC，這兩種調(diào)制劑協(xié)同工作以提高太陽能電池性能。調(diào)節(jié)劑用作鈍化劑，用于減輕鈣鈦礦缺陷的化合物，否則會促進(jìn)上述降解途徑。
在這項(xiàng)研究中，研究人員能夠使用這兩種調(diào)制器來阻止鹵化物偏析，從而大大減少長期使用PSC時出現(xiàn)的功率轉(zhuǎn)換效率下降。
新方法導(dǎo)致一種鈣鈦礦成分(α-FAPbI3)的功率轉(zhuǎn)換效率為24.9%，另一種(FA65MA35Pb(I65Br35)3)的功率轉(zhuǎn)換效率為21.2%。在連續(xù)運(yùn)行1200小時和250小時后，分別保留了大約90%和80%的初始效率。作者寫道，“通過解決穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題，我們的結(jié)果代表了PSC大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的重要一步。”
關(guān)鍵詞： 太陽能電池 轉(zhuǎn)換效率 研究人員
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