耐用钙钛矿太阳能电池的有希望的策略
钙钛矿材料作为太阳能电池中的活性层越来越受欢迎。这些材料中的内力会导致其晶体结构扭曲，降低对称性并导致其内在的不稳定性。它们还受到环境退化的影响。
苏州大学的研究人员研究了由于这种内在不稳定性而起作用的机制，以及影响钙钛矿光伏性能的几个退化因素。在由 AIP Publishing在APL Materials 上发表的研究更新中，研究人员阐明了影响降解的因素，并总结了一些用于耐用钙钛矿光伏电池的可行方法。
“如果你想提高钙钛矿太阳能电池的耐久性，了解不同条件下的降解机制很重要，包括光、热、湿度、电化学环境和内在稳定性，”作者赵奎说。“重要的是要保证钙钛矿和其他层具有最佳的内在稳定性，然后进行一些调整以进一步提高环境耐受性。”
更新的重点是由太阳能电池中的传输层引起的化学降解。它还考虑了钙钛矿层的内在稳定性以及水分、氧气、光和热等环境因素。
作者指出，成分工程和键合钝化是减少这些材料中微小间隙的过程，是涉及掺杂、改性和调整钙钛矿薄膜和器件耐久性的有前途的方法。
作者还强调了疏水材料、宽带隙材料和离子液体在优化不同环境条件下光伏耐久性方面的优势。例如，他们建议在钙钛矿材料中制造 2D-3D 异质结构以增强其空气稳定性。
作者指出，离子液体很有前景，因为它们能够抑制离子迁移，这对于确保热稳定性和延缓光诱导降解很重要。这种离子液体可以很容易地改性以具有疏水性以过滤水分。
“低挥发性意味着离子液体可以被认为是钙钛矿的环保溶剂，但该设备的效率仍有待提高，”王说。
作者鼓励其他人继续寻找具有特定能量传导范围的材料，即宽带隙材料，以提高钙钛矿光伏的稳定性。
“我们提出了纯氧稳定性和柔性稳定性的概念，值得其他研究人员关注，”王说。“此外，我们希望这些策略不仅适用于钙钛矿太阳能电池，而且适用于其他光电系统，如有机光伏、光电探测器和发光二极管。”
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新能源
2021-06-10
