用冠醚主客体复合物的示意图进行处理后的钙钛矿薄膜成像，该复合物用作将铯离子输送到钙钛矿中并使其稳定的载体。功劳:尼古拉斯·塔皮·EPFL科学家使用了一种前所未有的多模态主客体络合方法，大大提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性，同时也减少了铅向环境中的释放。钙钛矿是由金属卤化物和有机成分制成的混合化合物，在一系列应用中显示出巨大的潜力，例如发光二极管灯、激光器和光电探测器。他们的主要贡献是在太阳能电池领域，他们准备超越市场，取代他们的硅同行。
高效稳定的太阳能电池的主要候选材料是碘化铅钙钛矿，它具有很强的光收集能力。然而，它们的稳定性仍然是一个问题，特别是在环境和操作条件下，这限制了它们的光电应用。
现在，由EPFL基础科学学院的迈克尔·格策尔教授领导的一个科学家合作团队已经通过开发“多模态宿主-客体复合策略”来应对这一挑战该策略发表在《自然通讯》上，涉及使用冠醚的一个成员，冠醚是一个环状化合物家族，其环状原子结构类似于冠。
研究人员使用二苯并-21-冠-7来制造碘化甲脒铅钙钛矿太阳能电池。他们用铯金属离子证明了这种协同方法的效率，冠醚对铯金属离子显示出很强的亲和力。作为一种载体，冠醚聚集在钙钛矿薄膜的界面，并将铯离子输送到其内部。
“我们使用这种多峰主客体络合作用来同时调节钙钛矿薄膜的表面及其整体组成，”参与这项研究的乔万娜·米利奇博士解释说。
该研究的第一作者、EPFL科学家张红博士说:“同样令人兴奋的是，光活性的碘化甲鎓铅钙钛矿可以在潮湿的环境条件下稳定一年以上。”。
总体效果是钙钛矿太阳能电池的稳定性大大提高，显示出24%以上的功率转换效率和增强的操作稳定性，在连续操作下500小时内保持95%以上的性能。另外，冠醚还有助于结合铅离子，减少它们向环境中的释放。
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