日本物質材料研究機構(NIMS)開發了一項維持光電轉換效率20%以上的同時,可在60℃高溫氣氛下連續發電1,000小時以上的鈣鈦礦太陽電池(1×1cm)。
透過將有機胺類導入鈣鈦礦A位點(A site),可以製作出半導體層與絕緣層交互積層的二維(2D)鈣鈦礦,且已知2D鈣鈦礦比三維(3D)鈣鈦礦對於水或氧氣更具耐性。在此次研究中,NIMS在「FA0.84Cs0.12Rb0.04PbI3 3D鈣鈦礦/C60」的界面處導入了有機胺,進而形成2D鈣鈦礦晶粒並消除鈣鈦礦/C60界面處的缺陷,藉此在未降低發電效率的情況下提高了耐久性。
目前鈣鈦礦太陽電池尚無法在50℃以上的溫度下發電1,000小時,而新開發的鈣鈦礦太陽電池在60℃的高溫氣氛下實現了1,000小時以上的連續發電,且同時維持了20%以上的光電轉換效率。今後NIMS將進一步展開鈣鈦礦太陽電池高效率化、高耐久化相關的實驗,並建立加速測試方法以確保長期可靠性。