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原子層面的研究推動了更持久太陽能電池發展之路

文章來源：PNAS普納斯能源官網人氣：2389 發表時間：2017-10-23 18:21:40 【小中大】

倫敦帝國學院的研究人員已經確認了引起鈣鈦礦電池迅速降解的機制，該團隊的發現將為更高效、持久的太陽能電池鋪平道路。倫敦帝國學院前期的研究表明，“超氧化物”能夠破壞鈣鈦礦材料。現在，倫敦帝國學院的研究...

此文關鍵字：

倫敦帝國學院的研究人員已經確認了引起鈣鈦礦電池迅速降解的機制，該團隊的發現將為更高效、持久的太陽能電池鋪平道路。
倫敦帝國學院前期的研究表明，“超氧化物”能夠破壞鈣鈦礦材料。現在，倫敦帝國學院的研究人員已經發現了超氧化物形成和破壞的機理。
當光線照射在鈣鈦礦上時，釋放的電子將與氧反應形成超氧化物。由碘離子占據的鈣鈦礦納米結構間隙有助于超氧化物的形成，超氧化物也會利用這些無碘缺陷。
研究人員能夠通過補充額外的碘離子來延長鈣鈦礦電池的壽命，但更好的解決方案可能需要科學家重新考慮鈣鈦礦制造工藝，防止缺陷的形成。
倫敦帝國學院的首席研究員，化學家Nicholas Aristidou在新聞發布會上表示，“在確認了碘離子缺陷在超氧化物形成的角色后，我們通過在空位中填充額外的碘離子成功提供了材料的穩定性。通過控制現有缺陷的類型和密度，開創了優化材料以提升其穩定性的新方法。”

目前，工程師通過使用玻璃來阻止鈣鈦礦電池免于氧化，但是該策略限制了柔性鈣鈦礦材料的多功能性。
倫敦帝國學院的化學家Saif Haque評論說，“玻璃包裝限制了運輸，并且增加了電池的重量和成本。改善鈣鈦礦電池材料本身才是最佳解決方案。”
最新研究成果發表在了Nature Communications期刊上，因此改善鈣鈦礦電池材料并非遙不可及。
Haque表示“我們現在已經提供了在原子層面上理解這一過程的途徑，并允許提供改善設備器件穩定性的設計。”