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編者按：世界各地的團隊正在密切關注鈣鈦礦太陽能電池的開發(fā)。重點是所謂的金屬 - 有機雜化鈣鈦礦，其晶體結構由無機元素如鉛和碘以及有機分子組成。

完全無機鈣鈦礦半導體如CsPbI3具有與雜化鈣鈦礦相同的晶體結構，但含有諸如銫的堿金屬而不是有機分子。這使得它們比混合鈣鈦礦更穩(wěn)定，但通常需要在非常高的溫度下進行額外的生產步驟 - 幾百攝氏度。因此，迄今為止，無機鈣鈦礦半導體難以集成到不能承受高溫的薄膜太陽能電池中。由Thomas Unold博士領導的團隊現已成功地在中等溫度下生產無機鈣鈦礦半導體，因此它們也可能在未來用于薄膜電池。

物理學家設計了一個創(chuàng)新實驗，他們在一個樣本中合成并分析了許多材料組合。使用碘化銫和碘化鉛的共蒸發(fā)，它們產生薄的CsPbI3層，系統地改變這些元素的量，而基板溫度低于60攝氏度。

“像這樣的組合研究方法使我們能夠比傳統方法更快地找到新材料系統的最佳生產參數，而傳統方法通常需要為100種不同的成分生產100個樣品，”Unold解釋說。通過在合成期間的仔細分析和隨后的光電性質測量，他們能夠確定薄膜的組成如何影響材料性質。

他們的測量表明，材料的結構和重要的光電特性對銫與鉛的比例敏感。因此，過量的銫促進了穩(wěn)定的鈣鈦礦相，具有良好的遷移率和電荷載體的壽命。

與HZB Young Investigator Group of Steve Albrecht教授合作，這些優(yōu)化的CsPbI3層用于展示鈣鈦礦太陽能電池，初始效率超過12%，穩(wěn)定性能接近11%，超過1200小時。“我們已經證明，無機鈣鈦礦吸收劑如果能夠充分生產，也可能適用于薄膜太陽能電池。我們相信還有很大的進一步改進空間，”Unold說。





原標題：用于薄膜太陽能電池的無機鈣鈦礦吸收劑