新鹵化銨添加物 改善鈣鈦礦太陽能電池弊端

編譯／高晟鈞

我們在之前的一篇專欄當中有介紹過鈣鈦礦太陽能電池（PSC），\主要是由含有陽離子的金屬鹵化物作為原料。與市面上流通的太陽能電池相比；鈣鈦礦太陽能電池擁有較低的成本，且集光能力強，因此被認為是目前替代一般矽基太陽能電池的最大潛力股。

儘管鈣鈦礦電池具有這麼多的優點，它的商業化仍存有相當多的障礙，其一便是他的穩定性；鈣鈦礦容易被光加熱而分解（鹵化物分離），大大限制了他的發展性。於是，如何降低他的鹵化物分離現象便是一大課題。

在談到主題前，先簡單談談何謂能隙?能帶分為兩種，低能帶區的VB（Valence Band）和可導電的高能帶區CB（Conduction Band），而夾在兩能帶間的一個區域便是能隙（Band Gap）。半導體在常溫下是不具備導電功能的，他需要透過加熱，使電子越過能隙開啟導電能力。一般我們現在常用的矽便是因為能隙低，通過稍微加熱便能導電所以被大量使用。但由於操作溫度高於100度時，產品便容易損壞；因此現在正積極尋找一種寬能隙的混和物取代矽作為原料。而混和物鈣鈦礦電池便是一種寬能隙半導體，這也是他被認為能取代矽基電池的另外一項重要因素。

EPFL的Michael Grätzel教授和Ursula Rothlisberger教授近期於Joule發表了一篇論文，研究團隊表示已經開發出一種能提高鈣鈦礦電池的功率轉換力並抑制鹵化物分離現象的方法。

通過加入兩種烷基鹵化銨，能有效抑制鈣鈦礦電池的鹵化物分離，並減少長期使用後的功率耗損。新成分為(α-FAPbI ₃ )和(FA ₆₅ MA ₃₅ Pb(I ₆₅ Br ₃₅ ) ₃ )的鈣鈦礦電池的功率轉換效率分別為，25%和21%；並且分別在運行1200和250小時後依舊能保留80-90%的初始效率。

作者表示，通過加入新的鹵化銨，能解決穩定性的問題，對鈣鈦礦電池的實際運行又向前邁進了一大步。

資料來源:TechXplore

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