隨著人們對鈣鈦礦型太陽能電池的理解不斷提高，科學家們正越來越深入地研究這種材料，以了解其工作機理，并確定限制性能的因素和潛在的改進途徑。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，活性鈣鈦礦材料和其他電池層之間的界面是許多性能損失的來源。“鈣鈦礦層和電荷傳輸層（CTL）之間的‘軟’界面是限制操作穩(wěn)定性和器件壽命的主要瓶頸之一。該界面上的缺陷導致非輻射復(fù)合，從而導致性能損失。”瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）的科學家在一篇新發(fā)表的論文中解釋道。此外，這些界面缺陷促進鹵化物離子通過界面擴散到CTL中，從而對長期運行穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響

該小組著手解決這一挑戰(zhàn)，在鈣鈦礦和電荷傳輸層之間的界面添加一個新的層來鈍化缺陷。一種稱為2,5-噻吩二羧酸配體的材料被涂覆在鈣鈦礦層的頂部，并且顯示出能夠有效地鈍化界面缺陷，提高電池性能和穩(wěn)定性。

長期穩(wěn)定性

這項研究在發(fā)表于《能源與環(huán)境科學》的論文《納米界面工程使鈣鈦礦型光伏發(fā)電具有高穩(wěn)定性和高效性》中進行了全面描述。電池的初始效率為23.4%。在連續(xù)一次陽光照射下1440小時后，未封裝的電池保留了其初始性能值的87%。在600小時的光照后，未經(jīng)額外鈍化處理的對照樣品失去了60%以上的初始性能。

EPFL稱，鈣鈦礦型太陽能電池在最初50小時內(nèi)的“老化”性能損失約為8%（這是鈣鈦礦型太陽能電池的一個共同特征），但在接下來的1350小時內(nèi)，這些設(shè)備僅損失了5%。通過跟蹤老化期后的性能，研究小組顯示，該設(shè)備可以運行5950小時，然后性能下降超過初始性能的80%。

該小組期望其工作在研究鈣鈦礦型器件界面鈍化材料方面開辟新的可能性，并開展更多的工作來提高對材料中離子遷移的理解。總的來說，這項工作的科學成果預(yù)計將產(chǎn)生深遠的研究成果，并在材料科學、自組裝、能量轉(zhuǎn)換和光電子學領(lǐng)域展開實質(zhì)性的進一步研究，特別是在開發(fā)和理解金屬鹵化物鈣鈦礦的功能納米級結(jié)構(gòu)和界面方面。