在一项新研究中，来自冲绳科学技术大学研究生院(OIST)的研究人员证实，以一种不同的方式创造钙钛矿(一种相对较新的科学材料)所需的原材料或是这些电池取得成功的关键。
题为《通过粉末设计去除残余成分，钙钛矿高效太阳电池运行寿命超2000小时》的研究发现发表在《纳米能源》杂志上。这项工作得到了OIST技术开发和创新中心概念验证计划的支持。
在Yabing Qi教授的领导下，隶属于OIST能源材料和表面科学部的研究人员使用一种更精确的粉末设计方法合成了名为FAPbI3的钙钛矿结晶粉末。
文章的主要作者之一、博士后学者Guoqing Tong博士解释称，“钙钛矿中的结晶粉末--FAPbI3--形成了钙钛矿吸收层，以前，这个吸收层是通过结合PbI2 和FAI这两种材料来制造的。发生的反应产生了FAPbI3。但这种方法远非完美。通常会有一种或两种原始材料的残留物，这会有碍太阳能电池的效率。”
研究人员指出，这种方法的另一个好处是，在不同的温度条件下，钙钛矿的稳定性都有所提升。研究人员指出，原始反应中形成了钙钛矿吸收层。在室温下，吸收层从棕色变成黄色，这对于光线的吸收而言并不理想。但是，在室温下的合成物是棕色的。
过去，研究人员已经创造出效率超25%的钙钛矿太阳电池，这一效率与硅基太阳电池相当。但是，科学家们认为，如果要把这些新的太阳电池带出实验室，就必须扩大尺寸，提升长期稳定性。
Tong博士和他的团队使用合成的钙钛矿结晶粉末实现了超过23%的太阳能电池转换效率，电池寿命也超过了2000小时。即使在太阳能组件扩大到5x5cm2后，团队仍然取得了超过14%的效率。作为一种概念验证办法，研究人员制造出一个使用钙钛矿太阳能组件为锂离子电池充电的装置。
专家们认为，这些成果代表着向可在实验室外使用的、高效稳定的钙钛矿太阳能电池和组件迈出了关键一步。“我们的下一步工作是制作一个15x15cm2 、效率超过15%的太阳能组件。”Tong博士希望这一领域的深入进展可以使他们使用太阳能组件为OIST的一栋大楼供电。
新兴的钙钛矿太阳能电池领域为研究人员打开了新的大门，这种太阳能领域的技术正在逐渐被普及和接受。
今年早些时候，牛津大学的一家衍生公司Oxford PV宣布，其钙钛矿硅串联太阳能电池效率创下了29.52%的新纪录。
去年，耶路撒冷希伯来大学的一个研究小组提出了一种用于太阳能电池生产的可回收钙钛矿新方法。预计这一工艺将对太阳能领域产生持久的影响。使用这种结构制备的太阳能电池的功率转换效率达到11.08%，开路电压高达0.988V。
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