开发出高度稳定的钙钛矿太阳能电池

最近的一项研究，隶属于UNIST，采用边缘选择性氟(F)功能化石墨烯纳米片(EFGnPs)，提供了高度稳定的钙钛矿太阳能电池(PSC)。这一进步很重要，因为电池是由氟制成的，这是一种低成本的黄金替代品。

本研究由韩国能源研究所(KIER)的Dong Suk Kim合作，由UNIST能源与化学工程学院的Jin Young Kim教授共同领导。UNIST能源与化学工程学院助理教授Gi-Hwan Kim作为第一作者参与了这项研究。该研究的结果已发表在9月号的Nano Letters期刊上。

钙钛矿太阳能电池(PSC)在过去几年中引起了更多的关注，作为下一代太阳能电池有可能超过硅电池的效率。尽管如此，PSC的稳定性和成本问题似乎阻碍了商业化的进一步发展。

钙钛矿材料在潮湿条件下容易分解。如果没有适当的封装，它们甚至不能存活一天，这导致稳定性低。为了解决这些问题并在PSC商业化方面取得进展，Kim教授和他的团队为使用氟官能化EFGnPs的PSC引入了高度稳定的针脚结构，以完全覆盖钙钛矿活性层并防止水进入高稳定性PSC。

“碳氟化合物，如聚四氟乙烯(Teflon)因其超疏水性而闻名，并且包含碳氟(CF)键合，”UNIST的Gwi-Hwan Kim教授说。“通过用碳代替氟，我们创造了一种具有高疏水性的二维材料，如铁氟龙。然后，将其应用于PSC。”

“这项研究克服了具有高效率但低稳定性的钙钛矿太阳能电池的弱点，”Jin Young Kim教授说。“这一突破作为下一代太阳能电池应用的基础技术，以及各种物联网设备和显示器，具有很大的前景，”Jin Young Kim教授说。

新开发的钙钛矿太阳能电池器件采用溶液工艺制造，该工艺涉及在柔性薄膜上涂覆钙钛矿材料。使用该过程允许将来将太阳能电池应用于可穿戴设备。与现有的硅基无机电子器件相比，下一代太阳能电池的优点在于它们具有简单的制造工艺和低的制造成本。

该研究得到了韩国国家研究基金会(NRF)和创意研究计划(CRI)计划的支持。这项工作也得到了韩国能源研究所(KIER)和UNIST的发展计划的支持。