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最近，中國科學院大連化學物理研究所研究員郭鑫和中科院院士李燦團隊在鈣鈦礦太陽電池穩定性研究方面取得新進展，相關研究成果在Cell出版集團旗下的Joule雜誌上發表。
有機-無機雜化鈣鈦礦太陽電池（PSC）因較高的光電轉換效率而受到廣泛關注，近年來發展迅速，成為光伏領域的研究熱點，然而其器件穩定性差的問題制約它進一步發展。雖然通過界面修飾及摻雜等方法可以提高PSC穩定性，但並不能根本上解決有機-無機雜化鈣鈦礦材料自身穩定性差的問題。因此，提高鈣鈦礦材料本身的結構穩定性是從根本上解決PSC穩定性問題的一個關鍵。近年來，Ruddlesden-Popper（RP）型二維層狀鈣鈦礦材料引起極大的關注和研究興趣，因為它的大尺寸有機陽離子帶有疏水取代基，以及層間存在范德華相互作用，可以一定程度上提高鈣鈦礦材料穩定性，此前也有研究表明，RP型二維PSC的穩定性優於傳統三維PSC。然而，此類二維鈣鈦礦材料層間的范德華弱相互作用難以保證材料具有足夠的結構穩定性。
為進一步提高二維鈣鈦礦材料及其器件穩定性，基於「取消層間范德華相互作用，提高結構穩定性」的想法，該團隊發展了一種Dion-Jacobson（DJ）型二維層狀鈣鈦礦材料。相比於RP型二維鈣鈦礦，DJ型二維鈣鈦礦無層間范德華相互作用，其有機陽離子在分子兩端鈞以氫鍵與無機鈣鈦礦層相連，因而具有更好的結構穩定性。以該類DJ型二維鈣鈦材料制備的PSC光電轉換效率達到13.3%，特別值得注意的是其器件穩定性得到顯著改善。未封裝器件在「雙85」（85°C和85%相對濕度）和一個標準太陽光持續光照條件下進行的老化測試表明，傳統三維和RP型二維PSCs的效率快速衰減，而DJ型二維PSC長期測試後仍能保持95%以上的光電轉換效率，表現出優異的濕熱穩定性和光照穩定性。該工作從改善鈣鈦礦材料結構穩定性出發，為從根本上提高PSC穩定性提供了新的策略。
上述研究工作得到國家自然科學基金重大研究計劃等的資助。
大連化物所高穩定性二維鈣鈦礦太陽電池研究取得新進展