時間：2019/1/28 15:01:15 來源：鳳凰網科技 作者： 流覽次數：2次

太陽能電池材料，以鉛為基體的鈣鈦礦已經受到廣泛關注。然而，鉛（Pb）的內在不穩定性和毒性引起了人們對鉛基鈣鈦礦作為太陽能電池材料可行性的嚴重關注，阻礙了太陽能電池和基於這些材料的類似設備的大規模商業化。

儘管無鉛鈣鈦礦作為一種替代方案可用來彌補鉛基鈣鈦礦的毒性，但由於效率較低，用途不大。

最近一項由韓國蔚山科技大學(UNIST)自然科學學院教授Tae-Hyuk Kwon領導的研究，在開發新一代太陽能電池方面邁出了重要的一步，這項研究採用的是無鉛鈣鈦礦。這種新型鈣鈦礦材料具有很好的電學性能，可以作為染料敏化太陽能電池的電荷再生器，從而提高電池的整體效率和穩定性。

該研究結果發表2018年11月期刊《先進材料》（Advanced Materials），這一發現將為無鉛鈣鈦礦在太陽能電池中的應用開闢新的可能性。

在鉛的各種替代方案中，該研究小組使用了空白順序的雙鈣鈦礦(Cs2SnI6)。儘管前景看好，但Cs2SnI6的表面態及其功能仍不清晰。因此，有必要對Cs2SnI6的這些特性進行全面的研究，為今後基於Cs2SnI6的器件的設計提供參考。

為闡明Cs2SnI6表面態的功能，該小組對其電荷轉移機制進行了研究，並為此開發了一套三電極系統，對Cs2SnI6表面態下的電荷轉移進行觀察。此外，迴圈伏安法和莫特-肖特基（Mott-Schottky）分析也被用於探測Cs2SnI6的表面態，發現電勢與其帶隙有關。

分析表明，Cs2SnI6的表面態具有很高的氧化還原活性，在碘氧化還原介質的存在下可以有效地充電/放電。此外，基於Cs2SnI6的電荷再生系統的製備證實了電荷轉移是通過Cs2SnI6的表面態發生的。

韓國蔚山科技大學研究人員HyeonOh Shin指出，研究發現電荷轉移通過Cs2SnI6的表面態發生的，這將有助於使用無鉛鈣鈦礦材料設計未來的電子和能源設備。

基於這一策略，該研究小組利用一種用於有機染料敏化太陽能電池(DSSCs)的以Cs2SnI6為基礎的電荷再生器，設計了混合太陽能電池。這種太陽能電池在氧化有機染料恢復原狀的過程中產生電流。

該研究的另一位主要創始人Byung-Man Kim還指出，由於有機染料中的大量電荷與Cs2SnI6的表面狀態有很高的連接性，因此產生了更多的電流。所以，Cs2SnI6在熱力學上具有良好的電荷接受水準，與傳統的液體電解質相比，其光電流密度提高了79%。

本研究通過對Cs2SnI6 電荷轉移機制的研究，闡明其表面態的功能，在研究屆引起廣泛關注。這項研究結果表明，在存在氧化還原介質的情況下，Cs2SnI6的表面態是主要的電荷轉移途徑，在未來基於Cs2SnI6的設備設計中應加以考慮該途徑。