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Nature (IF 69.504)：美國國家可再生能源實驗室（NREL）朱凱的研究團隊提出連接室內測試和戶外壽命，評估鈣鈦礦太陽能電池的可靠性
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重點摘要
由美國國家可再生能源實驗室（NREL）的朱凱（Kai Zhu）領導的研究團隊發表了這篇研究論文。
- 關聯鈣鈦礦太陽能電池的室內測試和室外老化
- 目的是預測真實世界的可靠性以指導開發
- 光照和高溫下的降解是最具信息性的
- 層間界面對穩定性至關重要
- 修改界面層可提高穩定性8倍，在85°C下超過1000小時
- 在50°C下達到8200小時的預計壽命
- 是報告過的高效率鈣鈦礦太陽能電池中最穩定的之一
- 將實驗室測試與實際壽命聯繫起來以評估穩定性
研究背景
鈣鈦礦太陽能電池是有前途的薄膜光伏技術，但真實世界的穩定性很難理解。將加速的室內測試與戶外老化相關聯對於指導鈣鈦礦太陽能電池的開發和預測壽命至關重要。
研究成果
- 光照和高溫下的降解對戶外可靠性的預測最具預示性。
- 修改自組裝分子（SAM）的頂層電洞傳遞層（HTL）可提高穩定性8倍，在85°C下超過1000小時。
- 在50°C下達到8200小時的預計壽命。
- 是報告過的高效率鈣鈦礦太陽能電池中穩定性最好的之一。
研究方法
- 測試了高效率的p-i-n型鈣鈦礦太陽能電池堆疊結構。
- 在光照、高溫和潮濕度下進行了室內加速測試。
- 進行了為期6個月的戶外老化測試。
- 分析了在不同應力因素下的降解情況。
- 確定了ITO/SAM HTL/鈣鈦礦的界面是關鍵。
- 修改了SAM HTL以改善離子阻擋。
結論
本研究顯示了室內加速測試和室外老化之間的強烈相關性。該框架將實驗室和戶外的壽命相關聯，從室內實驗中獲得了對真實世界穩定性的見解。通過改變界面層來阻止離子遷移，改善了穩定性。這使得能更好地通過將室內測試和室外壽命相聯繫來評估高效率鈣鈦礦太陽能電池的長期穩定性。這個可靠性框架可以指導進一步的開發和商業化。
a. 未封裝p-i-n鈣鈦礦太陽能電池在不同溫度下的平均操作穩定性b. 不同溫度下從T80值導出的逐小時降解速率
一個典型的p-i-n鈣鈦礦太陽能電池的J-V曲線及相應的SPO效能
關鍵字：
perovskite solar cell
