導(dǎo)讀：美國科學(xué)家設(shè)想了一種新的方法，將一種低成本的有機顏料應(yīng)用到鈣鈦礦太陽能電池中。這項新技術(shù)據(jù)稱能將設(shè)備的效率提高約1．2％，并改善電池的穩(wěn)定性。

佛羅里達州立大學(xué)的研究人員在鈣鈦礦太陽能電池中使用了一種名為喹吖啶酮（QA）的低成本工業(yè)有機顏料作為表面鈍化劑，以提高其穩(wěn)定性和效率。

與此同時，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家使用了帶有兩個噴嘴的機器人設(shè)備來快速生產(chǎn)鈣鈦礦薄膜。通過這些薄膜，他們制造出鈣鈦礦電池和組件的效率分別為18％和15．5％。他們認為，這種技術(shù)可以生產(chǎn)鈣鈦礦模塊，每平方英尺的成本約為0．25美元。

該美國組織指出，質(zhì)量保證（QA）是一種廣泛用于紅色涂料和化妝品的工業(yè)有機顏料，在空氣中穩(wěn)定、無毒，每公斤售價僅為0．50美元左右。該顏料的超分子結(jié)構(gòu)賦予它良好的物理化學(xué)性質(zhì)，包括高的抗光和熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的載流子遷移率。

通過紡絲包衣－退火工藝將該顏料應(yīng)用于鹵化物甲基鉛碘（MAPbI3）薄膜。研究合著者馬碧武說：“太陽能電池在沒有色素層的情況下效率為18．9％，有了它，這個數(shù)字上升到了21．1％。”

此外，科學(xué)家表示由于有了新的色素層，該細胞在環(huán)境條件下1000小時后仍能保持90％的初始效率。他們進一步解釋說：“通過簡單的溶液處理和熱退火添加不溶性色素層也會使細胞疏水性，這意味著水不能停留在細胞表面。”QA層的能量水平使級聯(lián)、定向空穴從鈣鈦礦轉(zhuǎn)移到空穴傳輸層，同時抑制電子轉(zhuǎn)移，這分別提高了空穴提取效率和降低了電荷重組。

疏水性被認為是薄膜和太陽能電池本身的高穩(wěn)定性的原因。學(xué)者們總結(jié)道：“這項工作表明，用低溶解度工業(yè)顏料對鹵化物鈣鈦礦薄膜進行表面鈍化是解決鈣鈦礦太陽能電池長期穩(wěn)定性問題的一種有前途的策略。”

本文介紹了低成本的工業(yè)有機涂料制備的高效、穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池的涂料及其涂裝工藝，并發(fā)表在AngewandteChemie上。