太陽能電池新材料過氧化物 解決日照缺陷更便宜更穩定

［星島綜合報道］過氧化物（Perovskites）是新一代太陽能電池材料的「明日之星」，但一個主要的缺點是它們在陽光直射下會退化。研究人員現在已經發現了這個問題的根源，並找到了一個可以在製造過程中應用的簡單修復方法。

長期以來，矽在太陽能電池領域一直佔據主導地位，沒有其他材料能夠與它在效率、耐用性和成本方面相媲美。但有一個競爭者正在迅速崛起——金屬鹵化物過氧化物，它的效率接近矽，但更便宜、更輕、更靈活。

但過氧化物材料在陽光直射下往往會分解，隨時間的推移，其效率會降低。這對於設計在陽光直射下的設備來說當然是個問題。過去的研究試圖通過添加笨重的分子、舊顏料、頭髮製成的碳納米點、二維添加劑、辣椒化合物或量子點來解決這個耐久性問題。

在新的研究中，加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員發現了這種效率降低的機制。諷刺的是，它源於一種旨在糾正缺陷和提高效率的表面處理。這個過程涉及在表面塗上一層有機離子，但研究小組發現，這樣做可以為攜帶能量的電子在表面聚集創造一種陷阱。這反過來又破壞了過氧化物原子排列的穩定性，導致隨時間的推移出現的問題。

因此，該團隊通過在表面處理中配對正負離子來解決這個問題。這有助於保持表面的中性和穩定，而不干擾原始處理的缺陷預防。

為了研究新的處理方法的效果，研究人員在強大的燈光下晝夜不停地測試太陽能電池，模擬加速老化的條件。在這些條件下，經過新技術處理的太陽能電池在超過2000小時後仍然保持了87%的效率，遠遠優於未經處理的電池，後者下降到65%。

該研究的共同第一作者Shaun Tan說：「我們的過氧化物太陽能電池是迄今為止報告的效率最穩定的電池之一。同時，我們也奠定了新的基礎知識，社會各界可以在此基礎上進一步發展和完善我們的多功能技術，以設計出更加穩定的過氧化物太陽能電池。」

圖片：UCLA

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