一种新的钙钛矿稳定性解决方案

科学家提出了基于咔唑的可交联材料，以提高钙钛矿太阳能元件的稳定性和性能

立陶宛考纳斯理工大学的一组化学家是太阳能领域众多突破性创新的作者，他们提出了另一种提高钙钛矿太阳能元件稳定性和性能的解决方案。他们合成了一类新的咔唑基交联材料，这种材料能够抵抗各种环境影响，包括太阳能电池生产中使用的强溶剂。

当用作空穴传输层时，考纳斯理工大学（KTU）实验室开发的新材料在第一次尝试中帮助实现了16.9%的倒置结构钙钛矿电池效率。预计在优化后将达到更高的效率。

世界各地的科学家正在努力解决与提高钙钛矿太阳能元件的稳定性和其他特性有关的挑战。这些层叠的新一代太阳能电池可以具有两种架构结构-规则（n-i-p）和反转（p-i-n）结构。在后者中，空穴传输材料沉积在钙钛矿吸收层下方。

“尽管与常规结构的钙钛矿太阳能电池相比，p-i-n电池具有许多优点，但它们也有严重的缺点。例如，空穴传输化合物应能够耐受用于形成光吸收钙钛矿层的强极性溶剂，该层位于上方，”KTU化学技术学院首席研究员Vytautas Getautis解释道。

为了解决这个问题，在p-i-n结构中，聚合物通常被用作空穴传输材料。然而，由于溶解度问题，聚合物层不容易形成；此外，很难控制反应的重复和合成相同的结构。为了解决这个问题，KTU的研究人员制作了一个咔唑类分子的空穴传输层，然后在原位进行热聚合以达到交联效果。

“交联聚合物具有三维结构。它非常耐各种影响，包括形成光吸收钙钛矿层时使用的强溶剂。我们使用了几组分子并开发了材料，当用作空穴传输层时，可以将倒置钙钛矿太阳能电池的效率提高近17%，”合成这些化合物的Šarūnė Daškevičiūtė-Gegužienė博士生说。

以Getautis为首的研究小组开发了许多尖端发明，旨在提高太阳能电池的效率。其中包括合成的化合物，它们自组装成分子薄层，充当空穴传输材料。使用所述材料生产的硅钙钛矿串联太阳能电池的效率达到29%以上。据Getautis称，后一种串联组合将很快成为硅基太阳能电池的商业替代品，更高效、更便宜。

“我们的研究领域旨在改进钙钛矿太阳能元件的现有技术，在这一领域，我们通过自组装单层技术取得了最好的结果。然而，科学通常是在多个方向发展的，因为我们需要探索尽可能最好地利用太阳能的方法，”Getautis说。

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