2020年7月13日
由钙钛矿制成的太阳能电池是最近太阳能研究的中心。这种材料价格便宜，易于生产，而且几乎与传统上用于太阳能电池的硅材料一样高效。然而，钙钛矿细胞对太阳又爱又恨。
它们发电所需的光也会损害电池的质量，随着时间的推移，严重限制了它们的效率和稳定性。埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)和中美两国多所大学的科学家的研究，现在为这种降解的原因提供了新的线索，并为设计用于最终稳定的太阳能电池的新型钙钛矿成分铺平了道路。
钙钛矿是硅的一个有吸引力的替代品，因为它丰富且易于生产。更重要的是，在过去的十年中，钙钛矿太阳能电池的性能有了显著的提高，效率达到了25%以上，接近了硅太阳能电池的最先进水平。
这项新研究的重点是由甲脒-铯碘化铅制成的钙钛矿太阳能电池，这是一种卤化物化合物，由于它结合了高效率、合理的耐热性和低制造成本而变得越来越受欢迎。
爱恨交加
然而，由这种特殊化合物制成的太阳能电池板与阳光的关系相当矛盾，这个问题在该领域是众所周知的，但很少有人了解。虽然太阳光为其提供了急需的能量来转化为电能，但它也损害了细胞的稳定性。随着时间的推移，这会影响他们的表现。
为了理解为什么会出现这种情况，TU/e、北京大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员进行了实际实验和理论分析——在超过600小时的暴露下监测电池板的光伏性能，并对降解的钙钛矿进行表征。
由此，他们得出结论，阳光在钙钛矿中产生带电粒子，这些粒子倾向于流向太阳能电池板的带隙(产生自由电子所需的最小能量)欧洲杯猜球平台最低的地方，在这种情况下是甲脒钙钛矿。
由此产生的能量差异使混合化合物分解成单独的簇，这些化合物在一起工作得非常好，从而提高了细胞的效率。看起来，特别是铯重原子团簇(图像中的绿色点)是不具有光活性和电流阻塞的，这限制了设备的性能。
解决方案
陶淑霞(音译)和博士生陈泽华(音译)以及她的同事吉特·布罗克斯(音译)是该研究的负责人，他们表示，这些新发现为找到可能的解决方案又向前迈进了一步。
“通过结合宏观测试、微观材料表征和原子模型，我们能够彻底理解卤化物钙钛矿的不稳定性，这是设欧洲杯足球竞彩备操作的内在特征。这为最终稳定的太阳能电池设计新的钙钛矿组成打开了可能性。”
可能的策略包括使用添加剂来增强面板材料内部的化学相互作用，通过使用溴和铷等其他元素而不是碘和铯来调节带隙，或者修改能级以更有效地提取光载体。欧洲杯足球竞彩
陶强调，还需要进行更多的研究，以确定哪种解决方案最有效。此外，卤化物的分离并不是钙钛矿降解的唯一原因。这些额外的原因需要单独分析。
研究结果发表在科学杂志上焦耳．
李永华，罗勇，陈振华，陶士生，芬宁，周华，等。甲脒-铯碘化铅钙钛矿太阳能电池在操作压力下的微观降解，DOI: 10.1016/j.焦耳。2020.06.005
来源:https://www.tue.nl/en/