NREL改善钙钛矿电池

倒置结构与表面工程相结合，使研究人员能够提高效率和稳定性

美国能源部（DOE）国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员取得了技术突破，建造了一种具有高效和高度稳定的双重优势的钙钛矿太阳能电池。

这项工作是与托莱多大学、科罗拉多大学博尔德分校和加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家合作完成的。

一种独特的建筑结构使研究人员能够在一次阳光照射下记录到24%的稳定效率，这是同类产品中最高的。在55摄氏度下运行2400小时后，高效电池还保持了87%的原始效率。

这篇题为“高效稳定反转钙钛矿太阳能电池的表面反应”的论文发表在《自然》杂志上。NREL的作者是Qi Jiang、Jinhui Tong、Ross Kerner、Sean Dunfield、Chuanxiao Xiao、Rebecca Scheidt、Darius Kuciauskas、Matthew Hautzinger、Robert Tirawat、Matthew Beard、Joseph Berry、Bryon Larson和Kai Zhu。

钙钛矿太阳能电池的研究在很大程度上集中于如何提高其稳定性。

NREL化学与纳米科学中心的高级科学家Zhu说：“有些人可以证明钙钛矿具有高稳定性，但效率较低。你应该同时拥有高效率和高稳定性。这很有挑战性。”

研究人员使用了倒置的架构，而不是迄今为止效率最高的“正常”架构。这两种类型之间的区别取决于这些层是如何沉积在玻璃基板上的。倒置钙钛矿结构以其高稳定性和集成到串联太阳能电池中而闻名。NREL领导的团队还在钙钛矿表面添加了一种新分子3-（氨基甲基）吡啶（3-APy）。该分子与钙钛矿内的甲脒反应，在钙钛矿层表面产生电场。

Zhu说：“这突然给我们带来了巨大的提高，不仅提高了效率，还提高了稳定性。”

科学家们报告，3-APy反应性表面工程可以将倒置电池的效率从低于23%提高到高于25%。他们还指出，反应表面工程是一种有效的方法，可以显著提高倒置电池的性能，“达到最先进的效率和运行可靠性水平。”