中國粉體網(wǎng)訊  有機-無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的認證效率已經(jīng)高達22.1%，加上其低成本和易制備等優(yōu)勢，在PSC領域占據(jù)重要地位。

其面臨的核心問題之一在于：電池長期穩(wěn)定性較差，主要受到水汽、紫外線、熱應力和電應力等干擾！

為了解決PSC的穩(wěn)定性問題，研究人員開發(fā)了諸多策略，主要包括以下幾種：

1） 器件包裹

這種方法希望在器件表面包裹一層超疏水聚合物材料，達到阻礙水汽的效果，卻不利于保護器件在戶外操作時免遭光化學和熱應力損傷。

2） 金屬氧化物代替或者保護有機組分

這種策略提高了水汽穩(wěn)定性，卻沒有提高紫外穩(wěn)定性。

3）陽離子引入

Cs為代表的堿金屬元素引入鈣鈦礦材料，提高抗紫外能力，然而空氣穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性還有待考察。

有鑒于此，Science報道了提高鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性的2項最新進展：1）利用氟化光敏聚合物包裹器件；2）在鈣鈦礦晶格中引入銣離子（Rb+）。

Bella等人通過室溫光誘導自由基聚合在PSC器件表面包覆一層氟化光敏聚合物。這層多功能包裹材料賦予PSC器件正面部分自清潔和發(fā)光的特性，并確保PSC器件背面具有超疏水特性，不受環(huán)境中水汽的干擾。

在可見光條件下，光敏聚合物會重新發(fā)射紫外線，使得PSC在標準光照下效率高達19%。更重要的是，在各種大氣環(huán)境和光化學應力條件下，長達6個月的系列老化測試表明，PSC的各個功能性都得到完好的保持！

圖1. LDS-PSC集成系統(tǒng)

圖2. LDS-PSC集成系統(tǒng)老化測試

Michael Grätzel課題組Saliba等人將穩(wěn)定的氧化態(tài)銣離子（Rb+）引入鈣鈦礦，得到RbCsMAFA材料。在小面積上實現(xiàn)了21.6%的穩(wěn)定效率，平均效率20.02%（0.5 cm2， 19%），電致發(fā)光效率為3.8%。基于這種鈣鈦礦材料，研究人員制備了一種聚合物包裹型PSC器件，在85℃全太陽光下輻照500h，功能性可以得到95%的保持！

圖3. 鈣鈦礦在不同條件下的耐受因子

圖4. 性能測試