由于传统的有机-无机杂化钙钛矿材料存在着不可避免的热/湿不稳定性,导致器件在高温或者高湿度条件下性能衰退严重,阻碍了钙钛矿太阳能电池商业化的进程。在这样的大背景下,纯无机铯铅卤化物钙钛矿具有良好的环境稳定性和优异光伏性能便自然而然地成为商业化钙钛矿太阳能电池的研究热点。
研究人员系统地研究了杂化卤化铅钙钛矿材料的带边和次带能态的吸收和发射特性,从而获得了激子和缺陷态及其动力学特性。在多晶体和单晶(包括表面和体相),在高达300K的很宽的温度范围内均发现了自由和束缚态激子态的共存。研究发现,激子的辐射和俘获过程与陷阱态密切相关,并表现出物相依赖行为。
铅卤化物钙钛矿纳米晶体(NCs)被认为是用于发光二极管(LED)的下一代发光层材料。CsPbBr3纳米晶作为典型的全无机卤化铅钙钛矿纳米晶,与有机-无机杂化卤化铅钙钛矿纳米晶相比,它们具有高的热稳定性、低湿度敏感性、高色纯度和小尺寸激子约束引起的有效辐射复合,因而受到了广泛的关注。
据日本当地媒体报道,针对新一代太阳能电池“钙钛矿太阳电池”材料,东京大学先端科学技术研究中心的科研人员,在不使用铷等稀有金属的前提下,实现了20.5%的高转换效率及稳定发电。研究通过添加地球上较多存在的钾元素,实现了结晶构造的稳定性。研究组在进行长期耐久性试验同时,面向松下、东芝等企业的实用化进行评价与研讨。