IMEC、哈瑟尔特大学与根特大学的研究人员，针对宽禁带钙钛矿太阳能电池在实际应用条件下的稳定性难题展开研究。他们对完全采用可扩展沉积方法制造的宽禁带器件的退化路径进行了检测分析，此举有效解决了该类电池的稳定性挑战，为其与未来工业应用的衔接奠定了基础。
这种钙钛矿的带隙约为 1.6 至 1.7 eV，是用作叠层太阳能电池顶部吸收层的理想候选者，可实现非常高的效率。然而，它们在光和热的条件下是出了名的不稳定。这种不稳定性很大程度上来自钙钛矿材料内溴离子和碘离子的相偏析，以及与相邻电荷传输层界面处的降解。以前的研究主要依赖于实验室规模的制造方法，例如旋涂，这些方法不容易转化为大规模生产。目前的工作是通过测试可扩展方法生产的器件并使用标准化压力测试协议分析其稳定性，取得了新的进展。
研究人员根据国际有机光伏稳定性峰会（ISOS）指南对器件进行不同程度的加速老化测试。在连续测量光照稳定性的 ISOS-L1 协议下，宽禁带电池表现非常出色，在 60 小时的光照后几乎没有性能损失。在黑暗中施加热应力的 ISOS-D2 协议下，器件退化得更多，95小时后仅保留其初始效率的80% 左右。
详细分析表明，这种性能损失并非源于钙钛矿本身的变化，而是由于钙钛矿吸收层和电子传输层之间界面处形成的传输势垒。ISOS-L2协议结合了热应力和光照，被证明是最具破坏性的。效率在短短35小时内下降到80%，在这种情况下，钙钛矿吸收层本身显示出明显的结构和光电退化迹象，证实热量在光照下加速离子偏析。
研究结果强调，钙钛矿的稳定性并不是一个普遍的特征，而是在很大程度上取决于所施加的应力类型。在黑暗的热条件下，界面问题占主导地位，而在光热结合下，块状钙钛矿吸收层会受到直接损坏。这种对多种退化模式的识别对于准确评估长期器件性能至关重要。
为了使该技术更接近工业部署，需要几个步骤。更全面地了解不同作场景中的纳米级降解过程以及材料和界面的改进将非常重要。器件应承受更广泛的压力条件，包括室外现场试验，以确定哪些加速测试最能预测实际使用寿命。与此同时，有必要建立工业稳定性标准，加上适应的加速压力测试协议，以指导商业化。
通过绘制宽能隙钙钛矿的主要降解途径，这项研究代表了迈向稳定、可扩展和商业上可行的叠层钙钛矿太阳能技术道路上的一个重要里程碑。它表明，在完全实现超高效太阳能电池的可持续能源生产承诺之前，克服这些稳定性障碍至关重要。
（消息来源： perovskite-info.com, Materials Futures, www.materialsfutures.org）
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/15/50008561.html
