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、高穩定性的有機-無(wú)機雜化太陽(yáng)能電池?！断冗M(jìn)材料》雜志上的研究論文《通過(guò)混合鈣鈦礦/有機太陽(yáng)能電池中的亞納米偶極子界面抑制空穴積累以促進(jìn)近紅外光子收集》指出，混合鈣鈦礦-有機太陽(yáng)能電池效率提升的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸是鈣鈦礦/體異質(zhì)結(BHJ)界面的能級不匹配，從而導致電荷積累。
論文補充道，現有的鉛基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池無(wú)法利用大約 52% 的總太陽(yáng)能，因為它們的吸收光譜僅限于波長(cháng)為 850 nm 或更短的可見(jiàn)光區域。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究團隊設計了一種將有機體異質(zhì)結(BHJ)與鈣鈦礦相結合的混合裝置，從而制成了可以吸收近紅外區域光線(xiàn)的太陽(yáng)能電池。研究人員將一種基于異構體 B3PyMPM 的亞納米偶極界面層直接引入鈣鈦礦表面，據稱(chēng)這可以緩解鈣鈦礦和 BHJ 之間的能量障礙。研究發(fā)現，這可以抑制電荷積累，最大限度地提高對近紅外的貢獻，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(diǎn)構成。經(jīng)測試，該混合裝置的能量轉換效率從 20.4% 上升至 24%，研究論文稱(chēng)這是鉛基混合鈣鈦礦有機太陽(yáng)能電池的記錄。
該器件還實(shí)現了比之前研究更高的內部量子效率 (IQE)，在近紅外區域達到 78%。它還表現出很高的穩定性，在極端濕度條件下運行 800 多小時(shí)后仍能保持其初始效率的 80% 以上。
