2D/CLP/3D鈣鈦礦太陽能電池結構　開創光伏技術新里程碑

編譯／高晟鈞

由無機和有機材料製成的混和鈣鈦礦太陽能電池（PSC）是一種非常有前途的能源解決技術，能有效減少全球碳排放。相信大家對鈣鈦礦太陽能電池不陌生，儘管一開始有著許多材料上的物理限制，但通過不斷努力；近年來，PSC的功率轉換效率有著顯著的提高，目前已經達到了25%的效能值。

製造高效的PSC並不容易，目前最穩定的結構方式，是利用2D和3D鈣鈦礦材料組成的結構。這些結構具有幾項優點，這種結構的有利能帶可以對齊，並且具有鈍化缺陷的特性。缺陷鈍化仍然是提高 PSC 效率的最有效方法之一，可以抑制非輻射複合並延長光吸收層的載流子壽命，從而提高效率和穩定性。

而近期，來自華中科技大學、武漢理工大學和多倫多大學的研究團隊，推出了一種更穩定的2D/3D異質結構，可以有效防止目前2D/3D的PSC電池遇到的降解問題。

表面2D和塊體3D鈣鈦礦之間的離子擴散，導致3D/2D鈣鈦礦異質結構的降解，並限制了 PSC 的長期穩定性。這種新的概念優化了傳統結構，更簡單來說，是在平面2D和3D塊體間加入一聚合物夾層CLP，並通過蒸氣輔助工藝沉積2D鈣鈦礦層，最終形成了一3D/CLP/2D異質結構。

CLP夾層最大的價值便是穩定異質結構，抑制了2D與3D鈣鈦礦間的離子擴散所導致的電荷傳輸遺失。而為了測試這種新的結構，研究人員用它來自造了一小型的太陽能電池。最終的結果顯示，該電池具有21.2%的效率並且在高溫下運轉了4,400小時候，設備仍然可以保有90%左右的初始性能。

資料來源:TechXplore

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