Credit: Unsplash/ CC0公共领域钙钛矿是由金属卤化物和有机化合物制成的杂化材料。由于其集光能力和低制造成本，它们在太阳能领域吸引了很多兴趣，使它们成为从硅同行手中夺取市场的主要候选材料。钙钛矿也显示出巨大的潜力，在一系列的应用，包括LED灯，激光和光电探测器。钙钛矿太阳能电池商业化道路上的一个障碍是，按比例放大会导致功率转换效率和操作稳定性的下降。这是由于钙钛矿分子结构中的天然缺陷，它干扰了电子的流动。这导致了“电阻损耗”，即由电阻引起的功率损耗。此外，获得高质量大面积钙钛矿薄膜所需的工艺相当复杂。
在《自然纳米技术》杂志上发表的一项新研究中，由EPFL洛桑联邦理工学院的Mohammad Nazeeruddin领导的科学家找到了一种克服钙钛矿放大问题的方法。科学家们开发了一种简单的溶剂热方法来生产单晶二氧化钛菱形纳米颗粒，可用于构建钙钛矿薄膜。
新结构的特点是“晶格”错配量较低，指的是二氧化钛纳米颗粒的“梯形”结构。这意味着更少的缺陷，这确保了更好的电子流和更低的功率损耗。
测试新的基于纳米粒子的小型太阳能电池，科学家们实现了24.05%的功率转换效率和84.7%的填充因子(衡量实际可获得的功率)。在连续运行1400小时后，电池还能保持约90%的初始性能。
科学家们还制造了大面积电池，其效率为22.72%，有效面积接近24 cm2。作者总结说，这“代表了在扩大规模时效率损失最低的最高效率模块”。
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