钙钛矿太阳能电池具有可重复性

EPFL科学家实现了钙钛矿太阳能电池最高的可重复性，并且在正常工作条件下效率高达21.1%。

钙钛矿型太阳能电池具有高性价比的太阳能前景。但是，热稳定性是一个问题。通过将钙钛矿材料与无机铯混合以改善太阳能电池的热稳定性和结构稳定性已解决了这一问题。使用这种方法，EPFL科学家现在已经开发出一种含铯的钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池的效率达到了21.1%，并且再现性达到了创纪录的水平。这项工作发表在《能源与环境科学》上。

这项研究是由EPFL的MichaelGrätzel实验室进行的，该实验室在2016年初已经达到20.2%的效率。这次，他们着手解决热稳定性问题，该问题会长期严重限制太阳能电池的效率。

由于钙钛矿型太阳能电池在光伏技术的未来中具有巨大的潜力，因此正在进行大量研究，并且通过添加铯解决了热稳定性。但这带来了两个问题：首先，所得的无机铯三卤化钙钛矿(CsPbBr3)不能为光伏提供理想的带隙。这意味着需要太多的能量来激发束缚的电子，足以释放它们，以使它们可以作为电流流动。

使用铯的第二个问题是，在室温下，铯会形成对光没有反应的晶体。实际上，铯混合物仅在高于300 o C的温度下才稳定。

因此，纯钙钛矿化合物容易受热或结构不稳定的影响。然而，CsPbI3的钙钛矿相提供了更合适的带隙，因此正进行深入研究。一种方法称为“抗溶剂法”，使用混合的阳离子和卤化物。

在由博士后迈克尔·萨利巴(Michael Saliba)领导的EPFL研究中，研究人员首次使用了三重阳离子(Cs / MA / FA)的混合物。新薄膜具有更高的热稳定性，并且不受周围变量(例如温度，溶剂蒸汽或设备使用的加热方案)波动的影响。但更重要的是，即使在250小时后，它们在运行条件下仍显示21.1%的稳定功率转换效率和18%的输出功率。

“这是绝对的突破，”迈克尔·萨利巴(Michael Saliba)说。“这些性能对于钙钛矿型光伏产品的商业化至关重要，尤其是因为可重复性和稳定性是高性价比钙钛矿型太阳能电池制造的主要要求。”