中国和瑞典的科学家们已经确定，一小撮辣椒素——一种让辣椒有辛辣刺感的化合物——可能是一种更稳定、更高效的钙钛矿太阳能电池的秘密成分。这项研究发表在1月13日的《焦耳》杂志上，确定在制造过程中，将辣椒素撒入甲基铵三碘化铅(MAPbI3)钙钛矿的前体中，会产生更丰富的电子(而不是空的占位符)，以在半导体表面导电。这一添加产生了迄今为止电荷传输效率最高的多晶MAPbI3太阳能电池。

 

“在未来，绿色、可持续的森林生物材料添加剂技术将成为无毒无铅钙钛矿材料的一个明显趋势，”华东师范大学研究报告的资深作者鲍勤业表示。“我们希望这将最终产生一种完全绿色的钙钛矿太阳能电池，作为一种清洁能源。”

 

虽然金属卤化物钙钛矿半导体代表了最先进的太阳能电池技术的一种有前途的组件，但它们受到非辐射重组的困扰，这是一种不受欢迎的电子级过程，降低了效率，加剧了热损失。Bao和他的同事们找到了一种天然的、以森林为基础的廉价添加剂来克服这一限制并提高太阳能电池的性能。

 

“考虑到辣椒素的电学、化学、光学和稳定性，杏耀代理开户我们初步发现它将是一种很有前途的候选物质，”Bao说。

 

为了测试辣椒素的能力，Bao和他的同事们在MAPbI3钙钛矿前体中加入了0.1%的这种化合物(最佳确定浓度)，他们用这种前体来制造太阳能电池。接下来，研究人员进行了一系列的技术，包括紫外光电子能谱、x射线光电子能谱和时间分辨光致发光来确定辣椒素添加剂是如何影响太阳能电池的性能的。他们发现，控制器件的功率转换效率仅为19.1%，而含有辣椒素的器件的效率为21.88%，几乎达到了单晶MAPbI3器件的创纪录的21.93%效率。增强后的太阳能电池也表现出了更好的稳定性，在环境空气中储存800小时后仍保持了90%以上的初始效率。

 

Bao和他的同事还发现辣椒素大大降低了钙钛矿薄膜的缺陷密度，增加了一个数量级的电子密度，并促进了电荷输运。此外，他们在含有辣椒化合物的太阳能电池中观察到更小的泄漏电流，这表明它成功地抑制了非辐射复合。

 

辣椒素通过改变钙钛矿材料的表面能量，杏耀注册在p型半导体层和n型半导体层之间创造了一个界面，p型半导体层含有比电子更多的缺乏电子的“空穴”，n型半导体层含有比电子更多的“空穴”。这种界面促进电荷输运，并抑制在传统钙钛矿半导体中观察到的效率损失。

 

尽管辣椒素可能为未来大规模高效钙钛矿太阳能电池的开发提供一种低成本、广泛可用的添加剂， 杏耀平台总代的感触 ，但Bao和他的同事指出，需要进一步研究这种化合物对无毒、无铅钙钛矿(如无机钙钛矿和双钙钛矿)的影响。此外，在商业应用之前，这种材料的稳定性必须进一步提高。

 

“我们将进一步关注以天然林为基础的生物材料添加剂的化学结构之间的关系，它们与光活性材料的相互作用，以及相应的光伏性能，”鲍说。“我们希望产生具有巨大价值的新知识，进一步提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率和稳定性。”