中韩科研人员合作破解电池寿命基因难题 阳离子,钛矿
据介绍，研讨团队首次发现钙钛矿阳离子面外分布不均匀是影响电池性能的重要原因，破解钙钛矿电池寿命基因难题。
相干结果于2023年11月2日在线发表在《自然》(Nature)杂志上。
相干试验图谱。中国科学院合肥物资科学研讨院 供图
钙钛矿太阳电池属于新概念太阳能电池，经过多年发展，传统的界面钝化及结晶调控方式很大水平上推进了电池效力的晋升，但近年来相干研讨中该电池效力的晋升速度显明放缓，相干研讨遇到了“瓶颈”。
科研人员发现，钙钛矿薄膜内往往不可避免地会产生相分别现象。深刻研讨阳离子面外方向分布，不但有助于懂得钙钛矿体相载流子动力学进程，更有望推进钙钛矿太阳电池效力的进一步晋升。但是钙钛矿体相的不同阳离子组分分布、以及影响电池稳固性和效力丧失的原因目前尚不明白。
通过一系列试验充足阐明阳离子面外方向的梯度不均匀分布，这也是首次可视化验证了钙钛矿薄膜的阳离子组分在面外不均匀分布。
研讨团队进一步剖析了这种梯度不均匀分布的原因，发现不同阳离子在结晶及相改变进程中的速率差过大是导致组分不均匀的重要原因，进而制备出均匀化的钙钛矿薄膜，极大水平上晋升了载流子寿命及扩散长度，增强了载流子界面抽取。
研讨团队运用相干策略制备的反式钙钛矿太阳电池获得了26.1%的最高效力，认证效力为25.8%。此外，经2500小时最大功率电追踪后，未封装的器件仍坚持其初始 PCE的92%的可靠运行稳固性。
该研讨工作开拓了晋升电池器件稳固性的新门路，有望打破钙钛矿太阳电池的效力瓶颈，为进一步晋升高效、稳固的钙钛矿太阳电池提供了明确的方向。
