韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST )和延世大學(xué)的研究人員研制出了一種高效率、高穩(wěn)定性的有機-無機雜化太陽能電池?！断冗M材料》雜志上的研究論文《通過混合鈣鈦礦/有機太陽能電池中的亞納米偶極子界面抑制空穴積累以促進近紅外光子收集》指出，混合鈣鈦礦-有機太陽能電池效率提升的一個關(guān)鍵瓶頸是鈣鈦礦/體異質(zhì)結(jié)(BHJ)界面的能級不匹配，從而導(dǎo)致電荷積累。

論文補充道，現(xiàn)有的鉛基鈣鈦礦太陽能電池?zé)o法利用大約 52% 的總太陽能，因為它們的吸收光譜僅限于波長為 850 nm 或更短的可見光區(qū)域。為了解決這個問題，研究團隊設(shè)計了一種將有機體異質(zhì)結(jié)(BHJ)與鈣鈦礦相結(jié)合的混合裝置，從而制成了可以吸收近紅外區(qū)域光線的太陽能電池。研究人員將一種基于異構(gòu)體 B3PyMPM 的亞納米偶極界面層直接引入鈣鈦礦表面，據(jù)稱這可以緩解鈣鈦礦和 BHJ 之間的能量障礙。研究發(fā)現(xiàn)，這可以抑制電荷積累，最大限度地提高對近紅外的貢獻(xiàn)，并將電流密度提高到 4.9 mA/cm²。該電池由氧化銦錫 (ITO) 制成的基板、基于 MeO-2PACz 的自組裝單層、鈣鈦礦吸收劑、偶極界面層、BHJ 界面、浴銅靈 (BCP) 緩沖層和銅 (Cu) 金屬觸點構(gòu)成。經(jīng)測試，該混合裝置的能量轉(zhuǎn)換效率從 20.4% 上升至 24%，研究論文稱這是鉛基混合鈣鈦礦有機太陽能電池的記錄。

該器件還實現(xiàn)了比之前研究更高的內(nèi)部量子效率 (IQE)，在近紅外區(qū)域達(dá)到 78%。它還表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性，在極端濕度條件下運行 800 多小時后仍能保持其初始效率的 80% 以上。