高效耐用的钙钛矿太阳能电池材料

钙钛矿太阳能电池以其低廉的加工成本和出色的光伏质量而作为下一代太阳能电池材料备受关注。但是，由于它们的关键材料钙钛矿易受光照和湿气的影响，因此很难将它们商业化。

最近，POSTECH研究团队开发了一种有机间隔分子添加剂，可以同时提高光电效率和钙钛矿的稳定性。

由赵基元教授和博士领导的POSTECH研究团队。化学工程系的候选人Sungwon Song通过大幅度降低晶体内部缺陷的浓度以及通过引入新的有机间隔物分子添加剂来提高钙钛矿的耐湿性，成功地制造了高效且稳定的钙钛矿太阳能电池在钙钛矿晶体中。该研究作为封面文章发表在最新一期的《先进能源材料》上，《先进能源材料》是能源领域最权威的期刊之一。

通过添加有机间隔离子来解决该问题，研究团队开发了一种混合钙钛矿光伏层，其中二维和三维钙钛矿共存。有机间隔物在3-D钙钛矿晶体的表面上产生二维钙钛矿结构。这些结构充当稳定层，由于其具有拒水特性，因此可以提高抗潮性。

另外，首次发现这种新引入的有机间隔物使二维和三维钙钛矿晶体界面的机械应力最小化，从而促进了3-D钙钛矿晶体的核生成和生长。结果，显着减少了光反应层(3-D钙钛矿晶体)的内部缺陷。

该研究小组开发的太阳能电池实现了21.3%的效率，并确保了水分稳定性，即使在60%的相对湿度条件下保持500小时后，仍能保持其初始效率的80%以上。

“这项研究为实现高性能和稳定的钙钛矿型太阳能电池提供了有机间隔分子设计的新视角，”主持该研究的赵基元教授说。他补充说：“预计它将成为可有助于钙钛矿太阳能电池技术商业化的一种源技术。”

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