最新Nature報道：鈣鈦礦太陽能電池的又一個里程牌

【背景介紹】

如今，基于金屬鹵化物-鈣鈦礦的太陽能電池是最有前景的光電技術之一。在過去幾年里，研究人員通過調整鈣鈦礦的組成、優化設備結構以及使用新的封裝技術，從而大幅度的提高了這些器件的長期運行穩定性。然而，若是想進一步提高其長期運行的穩定性，則還需要進一步的改進鈣鈦礦太陽能電池。其中，在鈣鈦礦活性層中的離子遷移是最難調控的，特別是在光照和熱作用下。

【成果簡介】

今日，牛津大學的Henry J. Snaith、瑞典林雪平大學的高峰和Sai Bai（共同通訊作者）聯合報道了他們將離子液體加入到鈣鈦礦薄膜中，接著再加入到正負本征光電器件中，提高了器件效率，并顯著提高了器件的長期穩定性。在70-75^oC的模擬全光譜太陽光照射下，連續運行超過1800 h后，最穩定的封裝器件的性能僅下降了5%左右，并且評估器件下降到其峰值性能的80%，所需的時間約是5200 h。總之，該研究是在高強度條件下，研究長期運行、穩定的太陽能電池的代表，為人類向更高可靠性鈣鈦礦光電技術邁出了關鍵的一步。研究成果以題目為“Planar perovskite solar cells with long-term stability using ionic liquid additives?”發表在國際頂級期刊Nature上。

【圖文解讀】

圖一、器件結構和表征

圖二、BMIMBF₄在鈣鈦礦活性層中的組成和對離子遷移的影響

圖三、薄膜穩定性與含有PbI₂和BMIM-離子液體的相互作用

圖四、在全光譜太陽光和熱應力共同作用下的器件穩定性

【小結】

綜上所述，作者提出了一種簡單、廣泛適用的方法，極大的提高了鈣鈦礦太陽能電池長期運行的穩定性。該方法是邁向穩定的基于鈣鈦礦光電技術的又一個里程碑，并且可能適用于使用金屬鹵化物鈣鈦礦的其他光電應用。

文獻鏈接：Planar perovskite solar cells with long-term stability using ionic liquid additives?(Nature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1357-2)

本文由CQR編譯。

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