通往无毒稳定的钙钛矿太阳能电池之路
在太阳能电池的新材料中，卤化物钙钛矿被认为是最有前途的。几年内，这种钙钛矿太阳能电池的效率从几个百分点提高到25%以上。不幸的是，最好的钙钛矿太阳能电池中含有有毒铅，对环境造成危害。然而，要用毒性较小的元素来替代铅是艰难的挑战。最好的替代品之一就是锡。用锡代替铅的卤素钙钛矿应该表现出优异的光学性能，但在实际应用中，其效率一般，且下降较快。而这种快速的 “老化 “是它们的主要缺点：钙钛矿结构中的锡阳离子与环境中的氧反应速度非常快，因此效率下降。
现在，一国际合作研究团队取得了突破性进展，为开发长期稳定性能无毒钙钛矿基太阳能电池开辟了道路。他们还用锡代替铅，但通过在材料中插入有机基团，形成了二维结构，从而形成了所谓的Ruddlesden-Popper相。研究团队使用苯乙基氯化铵（PEACl）作为钙钛矿层的添加剂。然后在PEACl分子迁移到钙钛矿层的同时进行热处理。这就形成了垂直有序的二维钙钛矿晶体堆栈。研究人员精确分析了不同退火处理后的钙钛矿薄膜的形态和晶体特性。
这些无铅钙钛矿太阳能电池在白天和黑暗条件下的效率都达到了9.1%，稳定性值也很高。由于热处理的结果，PEACl分子会在钙钛矿晶体层之间积聚，并形成一层屏障，防止锡阳离子氧化。这项工作为更高效、更稳定钙钛矿太阳能电池铺平了道路。
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