“THP太陽能電池具有巨大的商業潛力，因為鈣鈦礦器件的生產比硅基太陽能電池更具可持續性，”該研究的主要作者陳鵬說道。“THP的優勢在于，我們使用的錫更加環保，而不是大多數鈣鈦礦太陽能電池中廣泛使用的有毒鉛，這意味著它們可以安全地安裝在家中。”

該電池在鈣鈦礦和空穴傳輸層之間的界面處采用了二維鈣鈦礦層，研究人員表示，這可以改善載流子傳輸/提取，同時抑制離子遷移。具有這種結構的電池通常表現出較大的激子結合能，并且由于有機配體的保護，通常比傳統的三維器件更穩定。

為了設計出這種新穎的電池，研究人員采用了一種特殊的化學工程策略來調控具有均質二維/三維本體異質結構的混合維鈣鈦礦的成核動力學。此外，他們還利用銫離子來改善THP薄膜的微觀結構，并減少其缺陷。

“正是這一點讓我們能夠達到創紀錄的效率水平，同時還能生產出能夠通過嚴格環保檢測的產品，”陳先生解釋道。“我認為我們現在擁有的配方只會不斷改進。”

該電池由氧化銦錫 (ITO) 和玻璃制成的基板、PEDOT：PSS 空穴傳輸層、鈣鈦礦吸收層、浴銅靈 (BCP) 緩沖層和銀 (Ag) 金屬觸點制成。

在標準照明條件下進行測試，該設備的效率達到 17.13%，認證效率達到 16.65%，同時在未封裝的氮氣中連續單太陽照射下穩定運行超過 1,500 小時。

“這看起來可能不算什么，但在這個以精細漸進式進展著稱的領域，這無疑是一次巨大的飛躍，”論文合著者王連舟說道。“這一讀數與目前市面上許多硅基太陽能電池的讀數一致，但有可能更便宜、更快速地制造。我們對這一紀錄感到興奮，也為經濟高效的可再生能源技術的進步做出了貢獻。”

科學家在《自然納米技術》雜志上發表的《均質二維/三維異質結構錫鹵化物鈣鈦礦光伏》中介紹了這種新的電池概念。