钙钛矿太阳能电池稳定性获极大提升

当地时间6月13日，《科学》杂志封面刊登了美国莱斯大学的一项重要研究成果，该成果成功探索出一种将甲脒碘基钙钛矿（FAPbI3）转化为超稳定、高品质光伏薄膜的先进方法。在85摄氏度的环境下，经过长达1000多个小时的持续运行，FAPbI3太阳能电池的整体效率仅下降不到3%，展现出卓越的稳定性能。

研究团队指出，此次方法创新的关键在于在FAPbI3前驱体溶液中巧妙引入了一系列二维（2D）钙钛矿材料。这些2D钙钛矿不仅作为模板，有效引导块状或3D钙钛矿的生长，更为晶格结构提供了额外的压缩力与稳定性，从而显著提升了材料的耐久性。

研究团队进一步阐释了钙钛矿晶体的破坏机制，指出其破坏方式主要包括化学分解和结构重排。在太阳能电池领域，往往化学稳定性较高的晶体其结构稳定性却较低，反之亦然。而FAPbI3正属于结构稳定性较差的一类。

尽管2D钙钛矿在化学和结构方面相较于FAPbI3具有更高的稳定性，但其捕光能力相对较弱，因此并不适宜直接用作太阳能电池材料。然而，研究人员通过巧妙构思，将2D钙钛矿作为生长FAPbI3薄膜的模板，以期赋予后者出色的稳定性。为验证这一设想，研究团队精心设计了四种不同类型的2D钙钛矿，并据此制备了多种FAPbI3薄膜配方。

实验结果表明，引入2D钙钛矿模板不仅显著提升了FAPbI3太阳能电池的效率，更大幅增强了其耐用性。这一创新研究不仅有望降低太阳能电池的制造成本，更有望推动太阳能电池板向轻量化、柔性化方向发展，从而对光收集及光伏技术产生深远影响。