用于光伏电池的无铅 高效钙钛矿

KAIST研究团队提出了一种钙钛矿材料Cs 2 Au 2 I 6，它是高效无铅薄膜光伏器件的潜在活性材料。预计该材料将为克服先前已知的钙钛矿限制(包括其稳定性和毒性问题)奠定基础。

作为下一代高效光伏电池的强有力候选者，钙钛矿光伏电池的最大光转换效率为22%，与高性能晶体硅光伏电池相当。此外，基于钙钛矿的电池可以在低温下制造，从而显着降低成本。

然而，已经注意到常规的有机 - 无机杂化钙钛矿材料表现出低稳定性，最终降低其性能并使它们不适于继续使用。此外，他们加入铅已经破坏了他们的环境友好性。

鉴于此，由KAIST化学系的Hyungjun Kim教授和电气工程学院的Min Seok Jang教授领导的联合小组分析了以前发现的钙钛矿材料，Cs 2 Au 2 I 6，仅由无机物质组成，并研究其在薄膜光伏器件中的适用性。理论研究表明，与传统的钙钛矿材料相比，这种新的钙钛矿材料不仅效率高，而且更稳定，更环保。在此分析中，该团队开发了多尺度多物理场仿真框架。进行原子尺度的第一原理量子计算以研究所提出的材料的光学性质，并且进行器件尺度的电磁模拟以表明该材料确实可以在器件级用作有希望的光伏物质。

从这一点开始，研究团队计划将研究扩展到两个方向：在现实世界的光伏电池中应用钙钛矿材料的实证研究和理论分析，以找到光伏电池的最佳和高度稳定的材料。该团队表示，“钙钛矿材料效率很高，但为了完全取代传统的太阳能电池，必须首先解决它们的稳定性和毒性问题。” 他们补充说，这项研究有望加速相关研究，以追求高效，环保的钙钛矿材料。