科技日報實習記者 張佳欣

日本國家材料科學研究所開發(fā)了一種耐用的鈣鈦礦型太陽能電池参匀，面積僅為1平方厘米，能夠在陽光下以超過20%的光電轉(zhuǎn)換效率（即發(fā)電效率）連續(xù)發(fā)電1000多個小時俊扳。由于這種太陽能電池可以在大約100℃的溫度下在塑料材料表面制造官册，因此這項技術將能用于開發(fā)輕型幌扁、多功能的太陽能電池嬉竞。

鈣鈦礦太陽能電池示意圖（左）挺久、其結構（中）和集成到其界面中的分子（右）磨涵。
圖片來源：日本國家材料科學研究所
鈣鈦礦型太陽能電池被認為是下一代太陽能電池，具有廣闊的應用前景乳规，因為它們比傳統(tǒng)太陽能電池更容易生產(chǎn)形葬，且成本更低。然而，鈣鈦礦型太陽能電池也有缺點：當它們與水分子反應時很容易降解笙以。事實證明淌实，它們很難實現(xiàn)既耐用又高效。

大多數(shù)鈣鈦礦型太陽能電池都有相似的發(fā)電機制猖腕。當鈣鈦礦層吸收陽光時拆祈，會產(chǎn)生電子和空穴倘感。然后放坏，這些電子和空穴分別遷移到相鄰的電子傳輸層和空穴傳輸層，它們在此處流動以產(chǎn)生電流老玛。為了同時提高鈣鈦礦型太陽能電池的效率和耐用性，這些層和它們之間的界面需要使電子和空穴能夠更自由地通過蜡豹，同時使界面不透水分子蛙陆。

該研究團隊在電子傳輸層和鈣鈦礦層之間的界面中添加了含有疏水氟原子（5F-phz）的肼衍生物摄李。這種界面成功地阻止了穿透電子傳輸層的水分子與鈣鈦礦層接觸买鹊，從而提高了太陽能電池的耐久性。該界面的使用還減少了鈣鈦礦層表面形成的結晶缺陷的數(shù)量导劝，這是導致發(fā)電效率下降的一個原因。此外齐皂，該團隊在空穴傳輸層和鈣鈦礦層之間的界面添加了一種膦酸衍生物（MeO-2PACz）协颅，最大限度地減少了空穴傳輸層中缺陷的形成，從而提高了太陽能電池的發(fā)電效率仅汰。

這項研究發(fā)表在最近的《先進能源材料》上。今后蝉站，該團隊還計劃創(chuàng)建可集成到界面中的分子數(shù)據(jù)庫货裳，進行數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究捧颅，設計可改善界面特性的分子景图，開發(fā)更高效、更耐用的鈣鈦礦太陽能電池挚币。

總編輯圈點：

鈣鈦礦型太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的電池。相比硅電池扣典，它們的生產(chǎn)成本更低妆毕，更可持續(xù)。棘手的問題在于笛粘，鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性不夠趁怔，這制約了它的商業(yè)化薪前。前不久润努，美國能源部國家可再生能源實驗室的研究人員構建了一種具有高效和高度穩(wěn)定雙重優(yōu)點的鈣鈦礦太陽能電池，相關成果發(fā)表在《自然》上序六。看來拒吧，各國都在針對這一具有潛力的太陽能電池進行優(yōu)化升級划疟，以期把握住太陽能電池的未來描蹦。

責任編輯： 常麗君