蓋世汽車訊 據外媒報道，倫敦瑪麗女王大學（Queen Mary University of London）的研究人員開發了一種新工藝，以生產穩定的鈣鈦礦材料，制造更高效的太陽能電池。

（圖片來源：倫敦瑪麗女王大學）

在太陽能電池中，晶體硅是應用最廣泛的材料。然而，由金屬鹵化物鈣鈦礦材料制成的鈣鈦礦太陽能電池，可能成本更低、更高效?，F在，鈣鈦礦型太陽能電池在效率方面，可與更成熟的硅基太陽能電池相媲美。關鍵挑戰在于，這種電池存在化學不穩定性。鈣鈦礦材料對水分、氧氣甚至光線都非常敏感，在空氣中會迅速降解。

一種甲脒鈣鈦礦（formamidinium perovskite）材料有助于解決這一問題。這種鈣鈦礦名為FAPbI3，具有純凈的黑色晶體結構，比其他許多鈣鈦礦在化學上更穩定。在太陽能電池中，與現有鈣鈦礦材料相比，其光學特性也更適合高效吸收光線和發電。然而，制造這種黑色的穩定材料并不容易，往往會形成不適合太陽能電池的黃色相。

在此項研究中，研究人員提出一種制造FAPbI3的新工藝。制造FAPbI3的挑戰之一在于，高溫（150℃）會導致材料中的晶體拉伸變緊，從而促進形成黃色相。以往的報告中額外使用少量化學物質，以在這些條件下幫助形成FAPbI3。然而，在大規模制造太陽能電池時，很難控制這些添加劑的均勻性和數量，而且加入這些添加劑所產生的長期影響尚不清楚。

此項研究中提出的新方法是，在更低的溫度下（100℃），將FAPbI3薄膜暴露在含混合溶劑的氣溶膠中。研究人員發現，只需一分鐘，就可以形成非常穩定的黑色相FAPbI3。相比之下，其他方法大約需要20分鐘。另外，降低溫度有助于使材料中的晶體“放松”。研究人員表示，比起其他常用的基于甲銨的混合鈣鈦礦，采用純甲脒鈣鈦礦，有望生產出更高效、更穩定的鈣鈦礦太陽能電池。該工藝易于擴大規模，這對其商業化具有重要意義。

這項研究展示了一種新的、更有效的方法，可以制造純凈和穩定的黑色甲脒鈣鈦礦FAPbI3。這種工藝采用“倒置”鈣鈦礦太陽能電池結構，并且退火溫度較低，因此非常適合在塑料上制造柔性太陽能電池，有望獲得廣泛應用，例如服裝和汽車。