KAUST的研究人員已經證明，一種多功能分子可以填補鈣鈦礦太陽能材料中的各種原子級缺陷，可以顯著提高這種有前景的太陽能技術的壽命和輸出電流。

鈣鈦礦是替代硅的太陽能電池材料。它們通常由帶負電荷的碘離子或溴離子和帶正電荷的鉛離子和有機離子組成。調節離子組合可以產生寬帶隙鈣鈦礦，可以捕獲硅不能有效吸收的太陽波長。這表明，這兩種材料可以在串聯電池中結合，從太陽獲取更多的能量。

然而，鈣鈦礦不可避免地有缺陷，比如在制造過程中某個特定的離子沒有進入合適的位置，在結構中留下一個缺口。這些活性位點會導致性能迅速下降——除非它們能被堵塞。“缺陷鈍化對于提高鈣鈦礦太陽能電池的長期穩定性非常重要。”斯特凡·德·沃爾夫小組的研究員FurkanIsikgor說。

鈣鈦礦中的缺陷位點可以帶正電或負電，這取決于缺失了哪個離子，但缺陷鈍化的化學添加劑通常只能可以堵塞一種或另一種類型的缺陷。但一種名為鹽酸苯甲雙胍(PhenHCl)的分子克服了這個問題。

“PhenHCl由于其多功能結構而工作得非常好，該分子由一個帶正電的銨頭基團和一個帶負電的胺和亞胺基團體組成，前者可以堵塞帶負電的缺陷，后者可以堵塞帶正電的缺口。“”Isikgor解釋說。

研究人員表明，PhenHCl提高了寬帶隙鈣鈦礦的功率轉換效率(PCEs)，從未處理細胞的16.7%提高到處理細胞的20.5%。此外，PhenHCl鈍化將結構鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池的PCE從25.4%提高到27.4%。

PhenHCl鈍化也顯著提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。Isikgor說:“在連續的光浸泡下，phenhcl鈍化裝置在大約106小時的運行中，仍保持80%的后燃燒效率。”未經處理的設備僅在5小時內保持80%的后燃燒效率。”

研究人員高興地說道，我們簡單的整體缺陷鈍化策略極大地提高了溶液處理鈣鈦礦的半導體質量。用一個分子鈍化鈣鈦礦中可能存在的不同類型的缺陷對于工業來說非常有吸引力。下一步將是將PhenHCl鈍化與規模擴大的鈣鈦礦生產結合起來。同時，我們正在通過廣泛的戶外測試進一步提高設備的性能和穩定性。