提高稳定性的钙钛矿型太阳能电池是通过开发新的添加剂

率领梨园汉，管理研究员研究中心绿色能源和环保材料，损害 NIMS 研究小组开发新添加剂的空穴传输层的钙钛矿型太阳能电池，大大提高了细胞稳定性 （先进的材料，”增强稳定性的钙钛矿型太阳能电池通过无腐蚀吡啶衍生物在空穴传输材料”）。

a） 的钙钛矿型太阳能电池在正常的结构示意图。b） 现有的吡啶衍生物 （左） 和一种新的吡啶衍生物与烷基组 （蓝色） 附加 （右） 的分子结构。

当放置在黑暗中，细胞后 1000 小时的测试，甚至恶化的迹象，不下连续的光浸泡，他们持续了六倍更长的时间 — — 在其电源转换效率下降到 85%的它们的初始状态所需的时间 — — 相比，细胞治疗与常规添加剂。

因此，新的添加剂大大提高细胞稳定性。研究人员希望，这些结果将加速努力往的钙钛矿型太阳能电池的实际应用。

钙钛矿型太阳能电池，可以由解过程制造，备受关注，因为其电源转换效率已超过 20%。虽然其转换效率稳步增加，其稳定性仍然作为一个主要的问题。

例如，钙钛矿型太阳能电池在正常的结构，包括二氧化钛、 钙钛矿和空穴传输层，表现出了最高的转换效率，但他们有稳定性很差，和后 200 个小时的测试即使在黑暗下，其转换效率的下降约 30%。

因此，这种太阳能电池的实际应用的关键问题是如何理解稳定性差的原因和发展的新材料，提高了稳定性。

最近，研究小组重点对基于吡啶的添加剂，TBP，用作添加剂在介孔类型细胞结构中的空穴传输层。后进行实验和分析结果，专家组发现，TBP 和钙钛矿型材料之间发生的化学反应稳定恶化的主要原因之一。

此外，采用红外光谱和 x 射线衍射分析揭示化学反应主要发生在吡啶环和钙钛矿晶体中的氮原子之间。集团成功抑制这种不良反应将烷基组添加到位置接近的氮原子，导致空间位阻效应 （预防从接近彼此在空间中的两个反应原子）。

因此，所载新的吡啶衍生物的钙钛矿型太阳能电池保持其性能超过 1000 小时在黑暗中。此外，根据连续光照，略少于 25 个小时，最后的常规添加剂制成细胞应用即为细胞的转化效率，减少到 85%的它们的初始状态所花的时间。

相比之下，新饲料添加剂的应用使细胞最后 150 小时。那就是，细胞的稳定性提高了六倍。

研究小组首先确定机制的钙钛矿型太阳能电池恶化，然后开发一种新型的材料，根据调查结果。这项研究表明集团的做法是非常有效的提高太阳能电池的稳定性。我们将进一步探讨影响太阳能电池稳定性的因素和继续发展，目的是尽早实现实际使用的钙钛矿型太阳能电池的新材料。

这些结果的一部分由实施项目”技术的发展降低成本的高性能和高可靠性的太阳能发电技术，”新能源和工业技术开发组织 (NEDO) 主办。