華東理工大學材料科學與工程學院教授侯宇、楊雙等提出了鈣鈦礦太陽能電池埋底界面的“機械增強”策略，為設計和開發穩定的長壽命鈣鈦礦太陽能電池提供了新思路。相關成果發表于《能源與環境科學》。
鈣鈦礦太陽能電池是未來極具前景的光伏技術之一，其單結器件的認證效率已達晶硅電池同等水平。該類器件采用成本溶液涂布法制備，產量高、設備投資少，但穩定性問題仍限制其產業化發展。
研究團隊將具有多電子供體的胍基大分子引入電池埋底界面，其官能團能夠與兩側的鈣鈦礦和氧化銦錫襯底產生強化學偶聯作用，從而抑制下界面孔洞缺陷結構的形成。研究人員利用聚六亞甲基胍鹽酸鹽對太陽能電池進行改性，其光電轉化效率顯著提高，其中三陽離子鈣鈦礦電池器件的最高效率可達到23.3%，甲脒鉛碘鈣鈦礦電池器件效率達到25%。進一步的，機械拉伸試驗結果顯示，下界面的機械斷裂強度達到未改性薄膜的兩倍，顯著延緩了埋藏界面在光熱應力下的形態演變，在標準光照和55 ℃的嚴苛工作條件下，太陽能電池器件持續工作1630小時后仍能保持初始效率的97.5%，達到國際先進水平。
鈣鈦礦太陽電池埋底界面的機械增強策略。圖片來源于《能源與環境科學》
相關論文信息：https://doi.org/10.1039/D4EE00244J
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