太陽能電池正逐漸走向更高效。但是用于太陽能電池最新、最具前景的吸光材料，有機(jī)鉛鹵化物鈣鈦礦，并不持久。在僅僅幾天之后，就失去了效率優(yōu)勢(shì)。

倫敦帝國(guó)學(xué)院的研究人員已經(jīng)確認(rèn)了引起鈣鈦礦電池迅速降解的機(jī)制，該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)將為更高效、持久的太陽能電池鋪平道路。

倫敦帝國(guó)學(xué)院前期的研究表明，“超氧化物”能夠破壞鈣鈦礦材料。現(xiàn)在，倫敦帝國(guó)學(xué)院的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超氧化物形成和破壞的機(jī)理。

當(dāng)光線照射在鈣鈦礦上時(shí)，釋放的電子將與氧反應(yīng)形成超氧化物。由碘離子占據(jù)的鈣鈦礦納米結(jié)構(gòu)間隙有助于超氧化物的形成，超氧化物也會(huì)利用這些無碘缺陷。

研究人員能夠通過補(bǔ)充額外的碘離子來延長(zhǎng)鈣鈦礦電池的壽命，但更好的解決方案可能需要科學(xué)家重新考慮鈣鈦礦制造工藝，防止缺陷的形成。

倫敦帝國(guó)學(xué)院的首席研究員，化學(xué)家Nicholas Aristidou在新聞發(fā)布會(huì)上表示，“在確認(rèn)了碘離子缺陷在超氧化物形成的角色后，我們通過在空位中填充額外的碘離子成功提供了材料的穩(wěn)定性。通過控制現(xiàn)有缺陷的類型和密度，開創(chuàng)了優(yōu)化材料以提升其穩(wěn)定性的新方法。”

目前，工程師通過使用玻璃來阻止鈣鈦礦電池免于氧化，但是該策略限制了柔性鈣鈦礦材料的多功能性。

倫敦帝國(guó)學(xué)院的化學(xué)家Saif Haque評(píng)論說，“玻璃包裝限制了運(yùn)輸，并且增加了電池的重量和成本。改善鈣鈦礦電池材料本身才是最佳解決方案。”

最新研究成果發(fā)表在了Nature Communications期刊上，因此改善鈣鈦礦電池材料并非遙不可及。

Haque表示“我們現(xiàn)在已經(jīng)提供了在原子層面上理解這一過程的途徑，并允許提供改善設(shè)備器件穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)。”