太阳能电池不好使?晒晒太阳就好!

钙钛矿是种可以引发太阳能电池工业新一轮变革的材料，近日，研究人员通过实验发现，将该材料置于适宜湿度的光线下，其分子结构中的缺陷可以实现“**”。

早在2016年，**研究小组就曾证明钙钛矿晶体结构中的缺陷可以通过照射光线愈合，但是效果短暂的。

日前，来自剑桥、麻省理工、牛津等大学的一支研究团队证明了这些缺陷可以被**性的*愈，这将进一步加速廉价、高性能的基于钙钛矿的太阳能电池的发展，并可以与硅的效率相匹敌。这一研究成果发表在杂志JOURNAL JOULE上。

目前市场上大多数的太阳能电池都是硅电池，但是因为价格昂贵且能耗高，科学家们一直在寻找太阳能电池和光伏电池的替代材料。其中，钙钛矿可能是这些选择中*有前途的，因为它成本低廉，制作简易，并且在将太阳能转为电能的效率上，和硅几乎一致。

然而，钙钛矿自身存在的一些问题阻碍了它的效率和一致性。晶体结构中的微小缺陷(又称作陷阱)，会使电子的能量被使用前被卡主，电子在太阳能电池材料中移动得越容易，材料转换光子、光粒子为电能的效率越高。

“在钙钛矿太阳能电池和LED中，你往往会因为缺陷而失去效率，”主持这项研究的Sam Stranks博士解释道，“我们想知道这些缺陷的来源，这样我们就能消除它们，从而使得钙钛矿具有更高的效率。”

在2016年的一篇论文中，Stranks和他的同事发现，当钙钛矿暴露于光线下，碘离子(原子失去电子后携带电荷)发生迁移，离开了明亮的区域，并在过程中将该区域的大多数缺陷冲刷掉。但是由于离子会在光线离开后又迁移回到类似的位置，因此这种效果只是短暂的。

在*新的研究中，该团队制作了一种基于钙钛矿的设备，但在设备完工前，研究人员将其暴露在光、氧气和一定湿度的环境中。钙钛矿在潮湿环境中通常会开始降解，但团队成员发现当湿度在40%~50%，暴露时间在30分钟以内，降解并不会发生。

通过光线，电子与氧气结合，形成一种超氧化物，可以有效的与那些“电子陷阱”结合，防止陷阱对电子移动的阻碍。此外，钙钛矿表面在水的作用下，可以形成一种保护壳。这种保护壳移除了表面陷阱并且锁住了超氧化物，意味着钙钛矿性能的改善变成**的。

“这跟我们常识和直觉是相悖的，但应用湿度和光线使钙钛矿太阳能电池更加发光，如果你想要**的太阳能电池，这是**重要的，” Stranks解释道，他现在在剑桥的卡文迪什实验室工作，“我们已经看到了发光效率从1%增加到89%，我们认为我们可以通过努力实现100%，这意味着我们可以没有电压损失—但是，还有很多工作要去做。”