一个国际研究团队在钙钛矿室内光伏器件中加入了一种互锁的自组装单层(SAMs)，以提高其稳定性和耐用性，制造电池、微型模块和电子价格标签的器件原型，测试了这种新颖的结构，发现它的寿命接近 6,000 小时。
稳定性测试图片：科学中国出版社
中国苏州大学领导的一组研究人员开发了一种用于自供电器件的可靠钙钛矿室内光伏 (PIPV)。该团队开发了一个小面积测试单元，他们在上面进行了实验，以及一个迷你模块和一个由该技术驱动的电子价格标签。
该研究小组在一份新闻稿中表示：“物联网(IoT)的兴起刺激了对自供电器件的需求快速增长，推动了高度兼容的室内光伏 (IPV) 的发展。“PIPV 因其可调带隙和高开路电压而引起了广泛关注。然而，长期稳定性仍然是PIPV商业化的最关键障碍，目前正受到市场的严格审查。
为了应对稳定性挑战，该小组在器件结构中加入了混合联锁自组装单层 (SAMs)。该单层包括[4-(7H-二苯并[c，g]咔唑-7-y l)丁基l]膦酸(4PADCB)与[4-(7H-二苯并[c，g]咔唑-7-基)乙基]膦酸(2PADCB)的混合物(两种材料均有西安浴日光能科技有限公司提供)，2PADCB：4PADCB混合物的比例为1：1。在碳链长度变化的情况下，它有效地增加了氧化铟锡(ITO)的表面覆盖率，增强了SAM和ITO之间的结合能。
制备的电池和微型模块以ITO为前电极，2PADCB：4PADCB作为ITO的SAMs涂层，钙钛矿作为吸光层，PCBM作为电子传输层，浴铜碱(BCP)作为缓冲液，银(Ag)为背电极。总体而言，其器件结构为ITO/SAMs/钙钛矿/PCBM/BCP/Ag。
“ITO涂层玻璃基板经过了清洁方案，包括洗涤剂和去离子水、丙酮和乙醇中15分钟的冲洗。在烤箱中干燥 3 小时以上后，用紫外线臭氧处理 20 分钟，“该小组解释道。“通过以 3000 rpm 旋转涂层沉积 SAMs 层 40 秒，然后在 100℃下退火 10 分钟。钙钛矿薄膜是通过两步旋涂工艺制备，在 1000 rpm 下进行 10 秒，以 6000 rpm 进行 30 秒。
使用相同工艺进一步开发的微型模块尺寸为 5 厘米×5 厘米。为了促进 PIPV 的商业化，研究人员开发了使用黄色 LED 的自供电电子价格标签的初始原型。原型机、电池和迷你模块都在室内照明下进行了测试，光照强度从 200 勒克斯到 2,000 勒克斯。
“优化后的器件在 1,000 勒克斯照明下实现了创纪录的室内功率转换效率 (PCE) 42.01%，”科学家们总结道。“此外，在模拟从 2,000 勒克斯到黑暗的昼夜周期光强度波动的加速老化稳定性测试中，目标器件的预计 T90 寿命接近 6,000 小时。最终，PIPV 模块成功证明可以通过集成电路连续可靠地为电子价格标签供电。
该电池文章发表在《National Science Review》上，标题为“Reliable perovskite indoor photovoltaics for self-powered devices,”。该研究团队还包括来自土耳其马尔马拉大学的科学家。
(消息来源：pv-magazine.com, National Science Review)
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/21/50006650.html
