日本冲绳科技技术大学院（OIST）近日成功研发新型无机钙钛矿电池，可望降低太阳光电成本与解决钙钛矿电池遇热降解挑战，并同时满足高效率与稳定性等要求。

钙钛矿电池是一种新兴的太阳能电池，与目前市占率最高的硅晶电池相比，其光电转化效率高，成本更便宜，更可溶解在溶液中，再喷涂到基材上。但钙钛矿太阳能电池存在热稳定性跟遇热劣化（长时间日照曝晒后光转换效率下降）在等难题，因此推广应用上存在困难。

钙钛矿电池热稳定差是由于其中的有机材料通常不耐热，遇热容易衰退，根据《Advanced Energy Materials》的研究，该团队研发的新型电池对此作出了重大改变，以无机材料替代了有机材料，让钙钛矿太阳能电池更加稳定。OIST 能源材料与表面科学部门 Zonghao Liu 表示，无机钙钛矿太阳能电池曝晒 300 小时之后，光电转换效率（PCE）仅下降 8%。

不过全无机钙钛矿太阳能电池的光吸收效率比有机无机混成材料（organic-inorganic hybrid material）还要低，因此研究人员利用锰来提高电池性能，借由锰改变材料晶体结构，并进一步提高光捕获能力。为防止因热度造成电池劣化，新型无机钙钛矿电极以碳取代旧有的黄金。与需要高温与真空环境的黄金材料相比，这种电极很明显更便宜跟易于生产，碳也可以直接印刷在太阳能电池上。

上图为新型无机钙钛矿电池的构造，由多层材料组成，底部为仅有几毫米厚的玻璃，第二层为透明导电材料FTO，上方是由二氧化钛组成的电子活性层与光敏性（photoactive）钙钛矿，最上层则是碳。

目前团队仍持续研究该新型电池效率和耐用性，希望未来可将光电转换效率从 6.14% 提升到商业化地步。有鉴于钙钛矿电池光电转换效率已从 2009 年的 3.81%，提升至可与硅晶电池比拟的 22%，在如此短的时间内进步神速，这类电池应用与发展备受看好。

来源：科技新报