科学家找到一种方法来稳定太阳能电池板的有前途的材料

太阳能市场最有前途的太阳能电池材料之一——钙钛矿——也是最令人沮丧的。瑞典的一个研究小组报告了钙钛矿环境不稳定性的可能解决方案——一种廉价且高效的硅替代品，但在暴露于水分时会急剧降解。

斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院的团队开发了一种新的合成合金，可提高钙钛矿电池的耐用性，同时保持能量转换性能。研究人员在Communications Materials 上发表了他们的发现。

“钙钛矿通常在与水接触后立即溶解，”共同作者、KTH 研究员 James Gardner 说。“我们已经证明，我们的合金钙钛矿可以在完全浸入水中存活几分钟，比单独的钙钛矿稳定 100 多倍。而且，我们用这种材料制造的太阳能电池可以保持其效率超过生产后 100 天。”

钙钛矿是一类具有特定晶体结构的材料，以具有该结构的矿物命名。在太阳能电池中，它们已显示出高性能的潜力——能量转换效率高达 25%——最重要的是，生产成本低。

然而，这些薄膜电池极易受到户外元素的影响，这会加速它们的退化——并限制了它们在几乎所有面板都基于硅的太阳能市场中的可行性。

KTH 研究员 James Gardner 表示，他的团队的工作代表着朝着开发替代、更稳定的钙钛矿产品迈出了一步。他们用二维钙钛矿薄膜层封装了一个吸光钙钛矿层，由于添加了长链烷基铵离子，该薄膜层提供了防水质量。

研究人员报告说，在相对湿度为 25% 至 80% 的情况下，六个月后电池的功率转换效率下降了 20 %;在降解开始之前，它们可以完全浸入水中几分钟。

Gardner 表示，2D 钙钛矿涂层还减轻了吸光 3D 钙钛矿中的能量损失，从而提高了光电压。研究结果表明，基于长链烷基铵阳离子的 2D 钙钛矿可以提高基于 3D 钙钛矿的环境稳定性，而不会显着降低性能，并可能导致钙钛矿太阳能电池在商业上取得成功。

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