有机/无机杂化的钙钛矿电池具有成本低、低温柔性及易于大面积印刷等优点,受到人们的广泛关注。过去十年,钙钛矿电池的研究迅猛发展,其光电转换效率已从初始的2.2%迅速提高到22.1% (1 ),接近硅太阳能电池水平。大面积电池也发展迅速(图2)。因此钙钛矿太阳能电池具有巨大的发展前景。

影响钙钛矿电池商业应用的主要原因是其电池的稳定性,目前钙钛矿电池仅能在使役条件下工作数月(图1下),而传统的硅电池能够工作超过25年。因此,如何提高钙钛矿电池的稳定性是目前这一领域最为重要的问题,各国科学家竞相在这方面开展工作。应Nature杂志的邀请,加州大学洛杉矶分校的Yang Yang教授与中国科学院半导体研究所的游经碧研究员近期撰写了题为“Make perovskite solar cells stable”的评论文章 (Yang Yang, Jingbi You, Nature, 544, 155-156 (2017).)

针对目前的研究进展,他们概况出了五种改善钙钛矿太阳电池稳定性的手段:1) 调控钙钛矿材料的晶体结构,通过少量掺杂提高钙钛矿材料的相稳定性;2降低钙钛矿晶体缺陷,减少外界环境的渗透通道;3设计新的稳定的钙钛矿材料;4采用稳定的无机电荷传输层;5改善封装工艺等。同时,他们呼吁投入更多的经费和人力参与提高稳定性的工作中来;理论物理学家、材料化学家以及器件工程师应紧密合作,开发与研制出新的稳定的钙钛矿基太阳能材料及器件。此外,研究者们在报道器件稳定性时必须采用统一的稳定性测试标准。只有这样,才能加快钙钛矿电池商业化进程,为我们所用。

加州大学洛杉矶分校Yang Yang教授和中国科学院半导体研究所游经碧研究员是该评论文章的共同通讯作者。原文见附件。

 

 

1. (). 过去十年钙钛矿电池发展效率的趋势图,().钙钛矿电池稳定性发展图。

2. 大面积钙钛矿太阳能电池

 

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