蔚山国立科学技术研究所 (UNIST) 的 Yang Chang-deok 教授领导的研究团队最近通过添加一种源自樟树的物质制备了高质量的钙钛矿薄膜。由于没有残留材料，有望提高钙钛矿太阳能电池的使用寿命和效率，并通过简化工艺来降低制造成本。
太阳能电池中使用的钙钛矿薄膜制备时，科学家们倾向于寻找大晶体尺寸和均匀排列，以允许电子平稳流动和坚固的结构。添加剂常用来制造这种高质量的薄膜，但如果成膜后仍有残留物，则会导致性能下降。为了解决这个问题，研究团队使用樟脑醌(camphorquinone)作为薄膜添加剂。樟脑醌是从樟脑树中提取的樟脑中加入氧化官能团的物质。它具有像樟脑一样的升华特性，直接从固体转变为气体，但与樟脑不同，它会逐渐升华。在初级热处理过程中，它有助于确保均匀的结晶晶种，其中一些晶种升华，而其余的晶种在薄膜中停留足够长的时间，以便在二次热处理期间完全升华之前生长晶体。
该研究论文的第一作者 Park Ji-won 指出，“樟脑醌可以控制其作用的时间以匹配晶体生长阶段，而不会在薄膜中留下任何残留物”，并补充说，“由于这些特性，我们能够生产出高质量的薄膜。
使用这种晶体薄膜的太阳能电池实现了 25.2% 的光电转换效率(PCE)。光电转换效率是指将太阳能转化为电能的有效性。这一数字比不使用添加剂的对照组(23.0%) 高出约 9.6%。此外，在模拟真实工作环境的最大功率点跟踪 (MPPT) 条件下，它们在1000小时内保持了90%
以上的初始效率，并且与对照组相比，使用寿命性能提高了一倍多。MPPT 是指太阳能电池在人造阳光下提供最大输出的状态，这是最具挑战性的寿命评估标准之一。
Yang Chang-deok 教授表示：“我们能够使用源自自然界的环保材料来解决钙钛矿太阳能电池的稳定性问题，这一点非常重要”，并将其描述为可以引领太阳能行业的可持续性和技术进步的技术。
(消息来源：perovskite-info.com, Energy Environ. Sci.)
