在过去的几年中，随着高能量转换效率的报道不断增加，对钙钛矿材料用作太阳能电池的研究蓬勃发展。发表在《今日材料》杂志上的新研究揭示了如何延长这些太阳能电池的寿命。
尽管对太阳能应用材料有浓厚的兴趣，但“改善钙钛矿型太阳能电池的稳定性是一项艰巨的任务，”韩国中南国立大学的通讯作者张国国博士解释说。
钙钛矿是任何与特定形式的钙钛氧化物具有相同晶体结构的矿物的总称，该矿物于1839年在俄罗斯乌拉尔山脉首次出土，并以俄罗斯矿物学家LA Perovski命名。可以通过改变形成钙钛矿的各种阳离子和阴离子来调整钙钛矿的独特结构，以获得特定的性能。从根本上讲，该结构的化学通式为ABX3，其中“ A”和“ B”表示大小不同的带正电的金属离子，阳离子，而“ X”是与两个键均键合的带负电的阴离子金属阳离子将它们在晶体中连接在一起。
钙钛矿可以在实验室中很便宜地合成并形成可以掺入太阳能电池的薄膜。阳离子不必是金属离子，而可以是任何带正电的离子，例如铵离子或有机离子;如果A和B的大小不同，并且使用了合适的负离子，它们将产生钙钛矿结构。
Hong博士和他的同事们已经开发出一种称为共沉淀的方法，以制造包含纳米多孔氧化镍作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输层(HTL)的薄膜，该薄膜使用FAPbI3和/或MAPbBr3的独特组成作为钙钛矿层。 。在电化学的讨论中，空穴是负电子的正当量。FAPbI3是甲ami碘化铅，而MAPbBr3是甲铵溴化铅。另外，为了保护钙钛矿层不受空气影响，他们使用有机空气稳定的无机氧化锌纳米颗粒化合物作为ETL(电子传输层)。
“我们通过一种简单的方法成功地优化了基于金属氧化物的HTL和ETL保护层，以制造出高效的钙钛矿吸收剂，该方法可以制造出稳定的光伏电池，”合著者Sawanta Mali博士解释说。马里博士补充说：“我们的主要目标是通过替代低成本的无机空气稳定的p型和n型金属氧化物，来解决制造常规的掺杂添加剂的，昂贵的，不稳定的HTL的繁琐过程的问题。”
使用这些钙钛矿设备架构对其设备的性能进行的初步测试显示，其电源转换效率为19.10%(±1%)。该设备的电流密度接近每平方厘米23毫安，它可以产生1.076伏特。重要的是，该设备在使用大约五个月的时间里，可以维持五分之四的效率。
研究小组认为，他们的方法可以引领高效，空气稳定的钙钛矿太阳能电池的发展。洪博士说：“这项技术仅限于实验室规模，但是使用这种器件架构也可以进行大规模制造。”
