太阳能作为一种前景广阔的能源选择，能够有效降低我们对化石燃料的依赖，并推动更清洁的能源形式的使用。近年来，太阳能电池的技术进步使得这一可再生能源的利用变得更加高效。
金属卤化物钙钛矿因其独特的光电特性，成为一种备受关注的太阳能电池吸光材料，能够高效地从阳光中提取能量。
在构建高功率转换效率(PCE)的钙钛矿太阳能电池(PSCs)时，多晶甲脒碘化铅(FAPbI3)是一个流行的选择材料，因其窄能带隙而受到青睐。尽管FAPbI3等多晶钙钛矿展现出优异的光电性能和广泛的适用性，但其晶体结构常常存在缺陷，这对其结构稳定性和载流子动力学产生负面影响，最终制约了能量转换效率。
为了解决这一问题，光州科学技术学院(GIST)的金浩范教授带领的研究团队提出了一种新的缺陷钝化策略，显著减少了缺陷并提升了钙钛矿太阳能电池的PCE和稳定性。在他们于2024年7月4日发表在《自然通讯》上的最新研究中，团队报告称，将六边形多型(6H)钙钛矿引入立方多型(3C) FAPbI3中，PCE显著提高。
那么，为什么选择6H型钙钛矿呢？“迄今为止，通常的方法是引入外部化学试剂来解决缺陷问题。然而，在钙钛矿晶体生长过程中，外部试剂的引入会直接影响钙钛矿的结晶质量，因此我们的研究不依赖这些稳定剂。相反，我们采用了一种化学成分相同的钙钛矿多型，6H多型通过共享角的成分有效抑制了缺陷的形成，”金教授解释道。
研究人员通过过量的碘化铅和甲基氯化铵将6H钙钛矿掺入FAPbI3中，从而干预了α-相立方多型(3C) FAPbI3的主要缺陷位点（卤化物空位，VI+）。他们发现6H相改善了FAPbI3的结构完整性和载流子动力学，使得载流子寿命超过18微秒，PSCs的PCE达到了24.13%，模块的PCE为21.92%（经认证的功率转换效率为21.44%），并且展现出长期运行的稳定性。
研究人员认为，3C/6H异质多型钙钛矿的设计可能是最接近理想的多晶钙钛矿膜结构。该研究展示了如何通过工程化缺陷来加速先进PSC的开发，以满足个人和商业用途的需求，例如屋顶太阳能电池板、可穿戴电子设备和便携式充电器。
“钙钛矿太阳能电池为实现碳中和和应对全球变暖提供了革命性的解决方案。它们的高效率、多功能性以及较低的环境影响，使其成为向可持续未来转型的重要组成部分，”金教授总结道。
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评论列表（4条）
我是的签约作者“svs”！
希望本篇文章《GIST公布钙钛矿太阳能电池的新缺陷修复》能对你有所帮助！
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