近日，钙钛矿太阳能电池有望成为未来太阳能领域极具前景的元素之一。与当下主流的硅基电池相比，钙钛矿太阳能电池更轻、更灵活，且成本可能更低，但长期稳定性差这一重大挑战阻碍了其发展。
这种晶体材料虽十多年来备受科学界关注，然而紫外线照射下会严重降解等因素，限制了其在光伏行业的应用。
不过，科尔多瓦大学(UCO)物理化学和应用热力学系FQM - 204小组近期开展的一项研究，成功提高了钙钛矿太阳能电池的效率和耐用性，佐治亚理工学院(美国)也参与了此次研究。
根据发表在《今日材料》上的研究成果，正如主要作者苏珊娜·拉莫斯(Susana Ramos)所指出的，该研究将太阳能转化为电能的效率提升至20.7%，而未加入新化合物时效率仅为18.3%。此外，光伏电池在经过一千小时阳光照射后，性能几乎保持稳定。
此次研究在实验室规模下开展，使用了小型太阳能电池(2.5 x 2.5厘米)和太阳模拟器。研究团队在钙钛矿层形成的夹层结构不同薄片中，加入了一种名为二胺的分子。多年来，这种化合物因能消除表面缺陷、保护太阳能电池并防止性能下降，一直受到科学界关注。
另一位参与研究的人员古斯塔沃·德米格尔(Gustavo de Miguel)解释，这项工作的关键在于对二胺的几何形状进行了微妙但关键的调整，使其具有钩状新结构。这种新结构能让二胺更牢固地锚定，并与钙钛矿的不同层建立更牢固的相互作用，从而保证了太阳能电池更稳定和耐用。
该研究在欧洲SUNREY项目框架下进行，是解决光伏能源领域一大挑战——确保电池长时间保持完好的重要一步。研究员路易斯·卡马乔表示，由于钙钛矿具有柔韧性，这些太阳能电池可能开拓新的应用领域，如电动汽车车顶或建筑物的曲面。
然而，要大规模实现这一目标，如同任何正在开发的技术一样，还需应对关键挑战：将实验室模块中实现的能源效率转移到工业水平。
更多信息：Susana Ramos-Terrón等人，螯合二胺表面改性剂增强卤化铅钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性，《今日材料》(2025 年)。
