目前,仍有各种材料正在研究用于太阳能电池以提高其效率。这些材料具有很高的潜力,但由于某些缺点,它们尚未实现商业化。钙钛矿薄膜就是这样一种材料。在最近的一项研究中,人们发现去除凹陷可以提高钙钛矿薄膜的稳定性。
香港科技大学的研究人员对钙钛矿的微观结构有了新的认识。他们首先去除了钙钛矿晶体晶粒表面的凹陷。然后,制备出的太阳能电池在热循环、最大功率点跟踪(MPPT)和湿热测试中表现更佳。
通过这项研究,科学家们揭示了钙钛矿薄膜中单个晶粒的太阳凹陷及其影响。在他们最近发表的报告中,他们指出,热粗化引起的晶界和晶粒合并引起的双轴拉伸应变会引发钙钛矿材料中的凹陷。
为了了解晶粒表面凹陷如何影响钙钛矿薄膜,研究小组使用表面活性剂分子十三氟己烷-1-磺酸钾去除了它们。这使他们能够观察到在薄膜形成过程中应变和离子扩散如何受到影响。
根据报告,这些电池的电源转换效率显著提高。此外,它们还表现出优异的电源转换效率保持率。经过某些测试后,这一点显而易见:
- 湿热暴露(660小时)
- 最大功率点跟踪耐力(1,290 小时)
- ISOS 标准化热循环(300 次循环)
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在了解到消除凹陷可以提高钙钛矿薄膜的稳定性后,科学家们发现这些凹陷会破坏钙钛矿薄膜界面的结构连续性。因此,他们计划对此进行改进。
总的来说,钙钛矿电池有潜力在各种应用中取代硅电池,但它们在光照和湿度下的长期稳定性以及热机械性能仍然是一个障碍。



