導(dǎo)讀：國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)制造的鈣鈦礦太陽能電池在其最大功率點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行1,000小時(shí)后幾乎保持了最初21%的所有效率。研究人員將這種性能歸功于他們發(fā)現(xiàn)了一種添加劑，該添加劑可以“阻止”導(dǎo)致設(shè)備退化的離子，并希望他們的工作有助于加深對(duì)鈣鈦礦光伏效率和穩(wěn)定性之間關(guān)系的理解。

鈣鈦礦太陽能電池以其高效潛力和低成本生產(chǎn)而聞名。在不影響效率的情況下解決對(duì)水分和其他環(huán)境大氣條件的長期穩(wěn)定性和敏感性問題，將是提高太陽能電池和組件性能的重要一步，科學(xué)家們已經(jīng)提出了大量不同的方法來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

其中許多依賴于鈣鈦礦前體材料的添加劑，用于加強(qiáng)晶體結(jié)構(gòu)，但在某些情況下也會(huì)損害其產(chǎn)生能量的效率。現(xiàn)在，一組由LED科學(xué)家的納米科學(xué)和技術(shù)（ICN2）的加泰羅尼亞研究所，和瑞士的洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院發(fā)現(xiàn)稱為3-膦酰基丙酸（H3pp），其有助于大大改善與沒有裝置穩(wěn)定性的有機(jī)化合物對(duì)其太陽能性能的可觀察影響。

該小組基于甲基銨、甲銨和銫以及鉛和碘的混合物制造了完整的鈣鈦礦太陽能電池。這些電池的初始效率約為21%。當(dāng)在“一個(gè)太陽”光照下測(cè)試1,000小時(shí)時(shí)，用H3pp制造的電池保持了接近100%的初始性能，而沒有添加劑的對(duì)照電池性能損失超過20%。

淺缺陷鈍化

對(duì)電池的進(jìn)一步分析表明，添加劑用于鈍化材料中的“淺”缺陷，產(chǎn)生強(qiáng)氫鍵，基本上阻止離子遷移，從而導(dǎo)致材料降解。與此同時(shí)，有助于提高電池性能的更深層次的缺陷沒有受到影響。研究人員解釋說，H3pp添加劑與鈣鈦礦緊密結(jié)合，通過兩種類型的氫鍵（H.IandO.H）鈍化淺點(diǎn)缺陷。鑒于鈍化不會(huì)通過深缺陷發(fā)生，非輻射復(fù)合不會(huì)減輕，并且器件性能（Voc和效率）仍然不受H3pp添加劑存在的影響。

用于表征它們的器件和方法在Joule發(fā)表的論文《Decouplingtheeffectsofdefectsonefficiencyandstabilitythroughphosphonatesinstablehalideperovskitesolarcells》中有所描述。

除了展示這種令人印象深刻的設(shè)備性能外，該小組還希望其研究將有助于提高對(duì)鈣鈦礦材料中存在的不同缺陷類型、它們所負(fù)責(zé)的特性以及在不影響另一種情況下影響一種缺陷的方法的理解。鹵化物鈣鈦礦是具有強(qiáng)離子成分的“軟”離子電子導(dǎo)體，由于這項(xiàng)工作的結(jié)果，現(xiàn)在可以與淺點(diǎn)缺陷相關(guān)聯(lián)。“這項(xiàng)研究提供了關(guān)于鹵化物鈣鈦礦太陽能電池中缺陷影響的新相關(guān)信息，這肯定有助于解決不同缺陷對(duì)器件不同特性的影響，”該小組總結(jié)道。