太陽能是減少我們對化石燃料能源依賴、選擇更清潔能源形式的一種有前景的方法。多年來，能夠利用這種再生能源的太陽能電池已經取得了重大進展。

金屬鹵化物鈣鈦礦作為一種有前途的光吸收材料受到了廣泛的關注太陽能電池由於其卓越的光電特性，使它們能夠有效地從陽光中產生能量。

用於構建高功率轉換效率 (PCE) 鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 的流行材料選擇是多晶甲脒碘化鉛 (FAPbI₃）由於其窄的能帶隙。儘管 FAPbI 等多晶鈣鈦礦具有優異的光電特性和多功能性，₃經常在他們的工作中遭受缺陷（不完美）晶體結構哪些對結構穩定性和載體動力學，最終影響它們的能量轉換能力。

為了填補這一空白，由光州科學技術學院 (GIST) 的 Hobeom Kim 教授領導的研究小組開發了一種新的缺陷鈍化策略，這是一種顯著減少缺陷並提高 PCE 和穩定性的工藝。鈣鈦礦太陽能電池。

在他們最近的研究中發表2024 年 7 月 4 日自然通訊，該團隊報告將六方多型（6H）[相同組成的不同結構形式]鈣鈦礦引入立方多型（3C）FAPbI3_{，這導致他們的 PCE 與同行相比顯著增加。}但為什麼要使用 6H 鈣鈦礦多型體呢？

「迄今為止，典型的方法是引入外部化學試劑來解決缺陷問題。然而，引入外部試劑可能會直接影響晶體生長過程中鈣鈦礦的結晶質量，因此我們的工作並不依賴此類穩定劑。相反，我們採用化學性質相同的鈣鈦礦多型體，即含有角共享成分的6H 多型體，可以有效抑制鈣鈦礦中缺陷的形成。

研究人員將 6H 鈣鈦礦納入 FAPbI 中₃，透過使用過量的碘化鉛和氯化甲基銨，從而產生一種幹預主要缺陷位點（鹵化物空位，V_我⁺) α相立方多型 (3C) FAPbI3_。他們發現 6H 相改善了 FAPbI 的結構完整性和載子動力學

3_。這導致超長載子壽命超過 18 微秒，PSC 的 PCE 為 24.13%，模組的 PCE 為 21.92%（經過認證）功率轉換效率21.44%），具有長期運作穩定性。

研究人員認為，3C/6H 異質多型鈣鈦礦設計可能最接近多晶鈣鈦礦薄膜的理想配置。該研究展示了工程缺陷如何鈣鈦礦可以加速個人和商業用途（例如屋頂）的先進 PSC 的開發太陽能板、穿戴式電子產品和便攜式充電器。「鈣鈦礦太陽能電池為實現碳中和和解決全球暖化問題提供了一種變革性的解決方案。它們的效率、多功能性和減少的成本

環境影響使它們成為向永續未來過渡的重要組成部分，」金教授總結道。更多資訊：