顆粒在線訊：在過去的十年里，有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池蓬勃發(fā)展，最新認證的能量轉換效率高達25.5%，足以媲美已經(jīng)商業(yè)化的晶硅太陽能電池和碲化鎘薄膜太陽能電池。然而，雜化鈣鈦礦太陽能電池長期運行穩(wěn)定性較差是這種光伏器件進一步發(fā)展且實現(xiàn)商業(yè)化的最大瓶頸。當暴露于熱、光、水分和氧氣等外界環(huán)境因素時，鈣鈦礦材料中固有的晶體缺陷容易成為其相變及分解的起始位點。鑒于此，協(xié)同鈍化金屬鹵化物鈣鈦礦材料中固有的正、負離子缺陷，有望從根本上解決鈣鈦礦太陽能電池長期運行穩(wěn)定性差這一問題，但這至今仍是一項艱巨的任務。 

　　在中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項和閩都創(chuàng)新實驗室自主部署基金等支持下，中科院福建物質結構研究所洪茂椿課題組與北京大學趙清課題組合作，通過一種簡單的兩步異質外延生長法成功地將立方相CaF2嵌入α相CsPbI3鈣鈦礦的晶格中，將這種復合納米材料沉積在雜化鈣鈦礦Cs0.05FA0.81MA0.14PbI2.55Br0.45 (CsFAMA)薄膜的晶界及表面上，制備出了高效且長期運行穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池。通過結合實驗結果與第一性原理計算，可以證實所得到的CsPbI3/CaF2復合納米材料中的CaF2成分不僅可以鈍化CsPbI3鈣鈦礦自身的固有缺陷，還可以有效抑制雜化鈣鈦礦CsFAMA薄膜作為光吸收活性層的太陽能電池中的離子遷移。研究發(fā)現(xiàn)，基于CsPbI3/CaF2沉積CsFAMA薄膜的太陽能電池的平均能量轉換效率達到20.45%，與沒有沉積CsPbI3/CaF2的對照器件的19.33%形成鮮明對比。更為重要的是，CsPbI3/CaF2沉積的鈣鈦礦太陽能電池在AM 1.5G太陽光照下最大功率點穩(wěn)定運行1000小時后仍可保持其初始效率的85%，這遠優(yōu)于對照器件和CsPbI3沉積的鈣鈦礦太陽能電池的T85器件壽命，這兩者分別為315和125小時。

　　該工作為穩(wěn)定全無機鈣鈦礦α相的晶格提供了一條有效途徑，也為構建具有優(yōu)異穩(wěn)定性的高效光伏器件提供了更多可能。上述工作近期發(fā)表在《先進功能材料》上，相關研究成果已申請發(fā)明專利。 

異質結構的CsPbI3/CaF2復合納米光電材料用于制備高效且超穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池示意圖