鈣鈦礦太陽能電池的長期穩定性是通過氟化阻擋化合物實現的。

鈣鈦礦太陽能電池生產成本低廉，單位表面積可產生大量電力。然而，它們還不夠穩定，效率損失速度比矽市場標準更快。現在，由 Antonio Abate 教授領導的國際團隊通過在鈣鈦礦表面和頂部接觸層之間的界面應用新塗層，顯著提高了其穩定性。它甚至將效率提高到近 27%，這是最先進的。

在標準照明下連續運行 1200 小時後，未觀察到效率下降。這項研究涉及來自中國、意大利、瑞士和德國的研究團隊。 發表 V 自然光子學。

“我們使用了一種氟化化合物，可以在鈣鈦礦和巴基球之間滑動（C₆₀Abate 解釋道：“這些類聚四氟乙烯分子層通過化學方式將鈣鈦礦層與接觸層隔離，從而減少了缺陷和損失。此外，中間層還增加了相鄰層（尤其是 C60 層）的結構穩定性，使其更加均勻和緻密。”

“這實際上就像聚四氟乙烯效應，”阿巴特說。 “中間層形成化學屏障，可以防止缺陷，同時保持電接觸。”

最多 實驗研究 該研究由第一作者李桂祥博士時進行。阿巴特團隊的學生。李桂香現為中國南京東南大學教授，並繼續合作。來自洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 和倫敦帝國理工學院的團隊也參與了這項研究。

高效率+穩定性

使用這種方法，鈣鈦礦 太陽能電池板 可以達到27%的實驗室效率，略高於沒有中間層的26%的效率。穩定性的提高是巨大的：即使在“標準太陽”連續照明 1200 小時之後， 高效率 不減少。 “1,200 小時相當於一年的戶外使用，”Abate 強調。

在沒有 Teflon 層的對比電池中，效率在短短 300 小時內就下降了 20%。該塗層還提供卓越的熱性能。 穩定 在 85°C 下固化 1800 小時，並在 -40°C 至 +85°C 下測試 200 個循環。這裡介紹的鈣鈦礦太陽能電池具有倒置（銷）結構，特別適合用於串聯電池，例如與硅電池組合。

這個想法已經醞釀多年

“使用類聚四氟乙烯分子形成中間膜的想法是我在 Henry Snaith 實驗室工作時產生的，他當時正在對鈣鈦礦材料進行開創性研究。當時，2014 年，效率僅為 15%，在幾個小時內顯著下降。我們已經取得了巨大進展，”Abate 說。

這些結果為下一代高效穩定的系統鋪平了道路。 鈣鈦礦基於的光電器件。