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研究人員這樣描述：碘化鉀“治愈”了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池僵化的離子行為，這缺陷已限制便宜的鈣鈦礦電池提升效率多年。

 

 

鈣鈦礦做為一種極有前途的離子半導(dǎo)體材料，從首次發(fā)現(xiàn)至今短短幾年就在商業(yè)薄膜光伏技術(shù)中產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)力，由于成本低廉、可低溫產(chǎn)制，對(duì)太陽(yáng)能電池與照明設(shè)備商有莫大吸引力。

 

但還是有些條件妨礙了鈣鈦礦的效率，比如鈣鈦礦結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的微小缺陷常被稱為“陷阱”，可能會(huì)導(dǎo)致電子在能量被利用前“卡住”，而電子在太陽(yáng)能電池材料中移動(dòng)越容易，光子被轉(zhuǎn)化成電的效率越高；另一個(gè)問題是，離子于陽(yáng)光照射時(shí)在電池中移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致能隙（bandgap）發(fā)生變化，改變材料吸收的光。

 

劍橋大學(xué)研究人員SamStranks表示，到目前為止，科學(xué)家都還沒有找到可使材料能隙保持穩(wěn)定的方法，所以只能試圖調(diào)整鈣鈦礦層的化學(xué)組成來固定離子運(yùn)動(dòng)，而這使鈣鈦礦搖身變成彩色LED材料而非太陽(yáng)能電池。

 

在新實(shí)驗(yàn)里，研究人員于墨水中添加碘化鉀，等墨水干掉就會(huì)留下化學(xué)組成改變的鈣鈦礦層薄膜?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，碘化鉀于鈣鈦礦層頂部形成的“裝飾層”可以“愈合”陷阱，讓電子更自由移動(dòng)并固定離子運(yùn)動(dòng)，使材料擁有穩(wěn)定能隙，這代表串聯(lián)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池將變得更高效。

 

而鈣鈦礦與鉀結(jié)合表現(xiàn)出良好穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)換效率達(dá)21.5%，與最好的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相似，離硅太陽(yáng)能電池的實(shí)際效率極限（29%）也不遠(yuǎn)。若是由2個(gè)具理想帶隙的鈣鈦礦層制成串聯(lián)電池，可能具有45％的理論效率極限和35％的實(shí)際極限──全高于當(dāng)前硅電池的實(shí)際效率極限。