太阳能电池新材料过氧化物 解决日照缺陷更便宜更稳定

［星岛综合报道］过氧化物（Perovskites）是新一代太阳能电池材料的“明日之星”，但一个主要的缺点是它们在阳光直射下会退化。研究人员现在已经发现了这个问题的根源，并找到了一个可以在制造过程中应用的简单修复方法。

长期以来，硅在太阳能电池领域一直占据主导地位，没有其他材料能够与它在效率、耐用性和成本方面相媲美。但有一个竞争者正在迅速崛起——金属卤化物过氧化物，它的效率接近硅，但更便宜、更轻、更灵活。

但过氧化物材料在阳光直射下往往会分解，随时间的推移，其效率会降低。这对于设计在阳光直射下的设备来说当然是个问题。过去的研究试图通过添加笨重的分子、旧颜料、头发制成的碳纳米点、二维添加剂、辣椒化合物或量子点来解决这个耐久性问题。

在新的研究中，加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员发现了这种效率降低的机制。讽刺的是，它源于一种旨在纠正缺陷和提高效率的表面处理。这个过程涉及在表面涂上一层有机离子，但研究小组发现，这样做可以为携带能量的电子在表面聚集创造一种陷阱。这反过来又破坏了过氧化物原子排列的稳定性，导致随时间的推移出现的问题。

因此，该团队通过在表面处理中配对正负离子来解决这个问题。这有助于保持表面的中性和稳定，而不干扰原始处理的缺陷预防。

为了研究新的处理方法的效果，研究人员在强大的灯光下昼夜不停地测试太阳能电池，模拟加速老化的条件。在这些条件下，经过新技术处理的太阳能电池在超过2000小时后仍然保持了87%的效率，远远优于未经处理的电池，后者下降到65%。

该研究的共同第一作者Shaun Tan说：“我们的过氧化物太阳能电池是迄今为止报告的效率最稳定的电池之一。同时，我们也奠定了新的基础知识，社会各界可以在此基础上进一步发展和完善我们的多功能技术，以设计出更加稳定的过氧化物太阳能电池。”

图片：UCLA

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