瑞士EPFL研究团队利用铷离子提升钙钛矿太阳能电池效率与稳定性

来源：维度网

瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员近期发表两项研究，展示通过引入小半径铷离子提升钙钛矿太阳能电池性能的方法。相关成果分别发表在《自然通讯》与《科学》杂志上。

在第一项发表于《自然通讯》的研究中，团队开发了一种后处理策略，利用冠醚复合物将铷离子精确输送至钙钛矿薄膜的晶畴边界。通讯作者迈克尔·格拉策尔表示：“通过将Rb⁺精确地输送到钙钛矿薄膜中，我们观察到载流子扩散长度和载流子寿命的显著改善。”另一通讯作者郑立凯补充道：“这些边界局部化的阳离子有效地连接了相邻的晶粒，促进了载流子在多个晶粒域之间的传输。”该技术促使形成一维RbPbI₃相桥，有助于缺陷钝化与电荷传输。

基于此钙钛矿薄膜制成的太阳能电池获得了25.77%的认证最高效率，并在连续1300小时光照测试后保持了99.2%的初始效率，表现出优异的运行稳定性。中国大连理工大学、中国科学院等多个机构的研究人员参与了此项合作。

在另一项发表于《科学》的研究中，团队通过晶格应变方法将铷离子掺入宽带隙钙钛矿中。郑立凯指出：“我们的研究发现，Rb⁺可以占据钙钛矿晶格中的A位，其掺入取决于三卤化物组成，并且是由晶格应变促成的。”该方法显著抑制了卤化物相分离，从而提高了材料稳定性。基于该薄膜的太阳能电池实现了20.65%的转换效率，其开路电压达到理论极限的93.5%，代表了宽带隙钙钛矿中较低的光电压损失。

这些研究表明，通过铷离子修饰调控钙钛矿结构与界面，是提高钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的有效途径之一。

审核编辑 黄宇