高效耐用的钙钛矿太阳能电池材料

钙钛矿太阳能电池因其低加工成本和优异的光伏质量，作为下一代太阳能电池材料备受关注。然而，很难将其商业化，因为它们的关键材料钙钛矿对光和湿气敏感。

最近，POSTECH研究团队开发了一种有机间隔添加剂，可以同时提高光电效率和钙钛矿稳定性。

由赵继元教授和博士领导的POSTECH研究团队。化学系候选人宋成元通过大幅度降低晶体内部缺陷的浓度，引入新的有机间隔物添加剂，提高钙钛矿晶体的防潮性能，成功制造出高效稳定的钙钛矿太阳能电池。这项研究作为封面文章发表在最新一期的《先进能源材料》上，这是能源领域最权威的期刊之一。

通过添加有机间隔离子解决这一问题，研究团队开发了二维和三维钙钛矿共存的混合钙钛矿光伏层。有机间隔物在三维钙钛矿晶体表面产生二维钙钛矿结构。这些结构作为稳定层，由于其防水性能，增加了防潮性。

此外，首次发现这种新引入的有机间隔物使2D和三维钙钛矿晶体界面的机械应力最小化，从而促进了三维钙钛矿晶体的成核和生长。结果，光反应层(三维钙钛矿晶体)的内部缺陷大大减少。

该研究组研制的太阳能电池，效率达到21.3%，保证了水分稳定性，即使在60%相对湿度条件下500小时后，也能保持初始效率在80%以上。

“这项研究为实现高性能、稳定的钙钛矿太阳能电池提供了有机间隔层设计的新视角，”领导这项研究的赵继元教授说。他补充道：“预计它将成为一项源技术，能够为钙钛矿太阳能电池技术的商业化做出贡献。”

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