近日，加州大學洛杉磯分校楊陽課題組與西湖大學工學院王睿課題組以及成均館大學Jin-Wook Lee課題組合作，就傳統(tǒng)的表面處理策略所導致的能級不匹配問題進行了深入探索，并設(shè)計了全新的表面處理策略，該方案實現(xiàn)了具有高光電轉(zhuǎn)換效率，是一種長期穩(wěn)定性的鈣鈦礦太陽能電池。在經(jīng)過2000小時全天候加速光照測試后，鈣鈦礦電池仍然保持著超過87%的原始光電轉(zhuǎn)換效率，展現(xiàn)出其在未來光伏領(lǐng)域中的巨大潛力。3月15日，該研究成果發(fā)表在Nature上，西湖大學工學院特聘研究員王睿為論文的共同通訊作者。

基于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料是近年來興起的新型太陽能電池材料，其晶體結(jié)構(gòu)為ABX3，與傳統(tǒng)的鈦酸鈣(CaTiO3)結(jié)構(gòu)類似，其中A位通常為一價有機或無機陽離子，B位為二價金屬陽離子，X位為鹵素陰離子。目前鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率從初始的3.8%提升到了目前25.7%的記錄轉(zhuǎn)換效率，已逼近硅太陽能電池的實驗室最高效率(26.7%)。然而其較差的工作穩(wěn)定性，依舊是制約其商業(yè)化的主要問題。

基于此，科研團隊通過對傳統(tǒng)意義上有效且簡單的鈣鈦礦電池效率提升的策略-表面處理進行深入探索，發(fā)現(xiàn)盡管表面處理材料中的有機陽離子可以實現(xiàn)有效的表面缺陷鈍化，但被忽視的鹵素陰離子會導致表面電勢的改變，從而對長期穩(wěn)定性存在不利影響。科研人員通過引入了有機陰離子替換鹵素陰離子，減少了表面電勢的偏移，在實現(xiàn)了超過24.4%的光電轉(zhuǎn)換效率的同時，保持了超過2000小時的長期工作穩(wěn)定性。(作者：張晴丹)

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