一个由多伦多大学应用科学与工程学院研究人员组成的国际团队开发出了一种钙钛矿太阳能电池，能够在高温下持续工作超过1500小时，这是这项新技术迈向商业化的重要一步。

　　该团队的研究成果最近发表在《科学》杂志上。

　　“钙钛矿太阳能电池为我们提供了一种新的方式来突破硅基技术的效率限制，这是当前工业标准，”泰德·萨金特(Ted Sargent)教授说，他是爱德华·s·罗杰斯大学电气和计算机工程系的教授，现已加入西北大学化学、电气和计算机工程系。

　　“尽管硅在稳定性方面仍有优势，但我们的研究表明，我们正在缩小这一差距。”

　　传统的太阳能电池依赖于高纯度硅片的制造，这是一个能源消耗巨大的过程，且只能吸收太阳光谱的一部分。

　　相比之下，钙钛矿太阳能电池由纳米级晶体层构成，适用于低成本制造。通过调整晶体的大小和成分，研究人员可以定制它们吸收的光谱范围。

　　钙钛矿层可以叠加使用，甚至可以沉积在硅太阳能电池上，从而利用更多的太阳光谱，进一步提升效率。

　　在过去几年中，萨金特的实验室和其他研究团队已经使钙钛矿太阳能电池的效率接近了硅电池的水平，但稳定性问题一直是关注的焦点。

　　“我们希望在高温和高湿度环境下测试电池，以了解哪些部件最容易失效，并如何改进，”萨金特实验室的博士后研究员、该研究的三位主要作者之一苏敏·帕克(So Min Park)说。

　　“我们利用在材料发现、光谱学和设备制造方面的专业知识，设计并测试了钙钛矿表面的新型涂层。我们的数据显示，这种由氟化铵配体制成的涂层显著增强了电池的整体稳定性。”

　　钙钛矿太阳能电池通常包含一个钝化层，包围着吸收光的钙钛矿层，并作为电子进入周围电路的通道。

　　然而，钝化层的成分和环境条件会影响其性能，导致电子流动受阻。

　　“许多团队使用大块铵离子制成的钝化层，”电子和计算机工程系博士研究生魏明阳说，他目前在école洛桑理工学院做博士后，也是该论文的共同第一作者。

　　“尽管这些钝化层在室温下稳定，但在高温下会与钙钛矿混合而降解。我们采用了3,4,5-三氟苯胺代替传统的铵离子。这种新型钝化层不会嵌入钙钛矿晶体结构中，从而提高了热稳定性。”

　　研究小组在85摄氏度、50%相对湿度、最大功率点跟踪和全光照条件下，通过连续测量测试了电池的性能。在论文中，他们报告了电池性能下降到原始值85%所需的时间为1560小时。

　　“典型的钙钛矿电池寿命大约是500小时，”Park说。“虽然有些团队报告了超过1000小时的数据，但没有在如此高的温度下进行。我们的设计是一个显著的进步，我们对其表现感到非常满意。”

　　Park表示，该团队的钝化层可以与其他创新技术结合，如双结或三结设计，以进一步提升钙钛矿太阳能电池的性能。

　　“在完全复制硅的性能之前，我们还有很长的路要走，但这一领域的进展非常迅速，”她补充道。