我國學者合成新分子大幅提升鈣鈦礦電池穩定性

我國學者合成一種全碳基新型結構分子，用于制備“倒置鈣鈦礦電池”器件后，可在不犧牲器件效率的前提下，大幅度提升電池器件的穩定性。相關成果由西湖大學工學院王睿實驗室聯合浙江大學薛晶晶實驗室完成，24日發表于國際學術期刊《自然》。

??據介紹，典型的鈣鈦礦太陽能電池的結構共有五層，自電池表面到內部為：透明導電氧化物、電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴選擇接觸層、金屬電極。在“倒置鈣鈦礦電池”中，電子傳輸層和空穴選擇接觸層的位置發生對調。

??“效率、穩定性，是評判鈣鈦礦電池‘表現’的兩個最關鍵的維度。”論文通訊作者、西湖大學特聘研究員王睿表示，研究團隊發現，“倒置鈣鈦礦電池”可以提升性能，但存在“休眠火山”式的缺陷，不夠穩定，隨時可能發生“故障”。這個問題和電池中空穴選擇接觸層的分子材料有關。

圖為基于全碳基結構“芘核”合成的新型分子“Py3”。（朱丹陽 攝）

??研究團隊跳出目前分子設計的化學框架，合成了一種基于全碳基結構“芘核”的新型分子“Py3”，并基于這種分子開發出空穴選擇接觸層的新型結構。

??研究人員表示，基于多項國際標準的老化測試顯示，以新型分子“Py3”構筑的“倒置鈣鈦礦電池”器件具有優異的運行穩定性，使用壽命可超過10000小時，遠超目前鈣鈦礦電池3000小時左右的使用壽命。