導讀：美國科學家設想了一種新的方法，將一種低成本的有機顏料應用到鈣鈦礦太陽能電池中。這項新技術據稱能將設備的效率提高約1．2％，并改善電池的穩定性。

佛羅里達州立大學的研究人員在鈣鈦礦太陽能電池中使用了一種名為喹吖啶酮（QA）的低成本工業有機顏料作為表面鈍化劑，以提高其穩定性和效率。

與此同時，斯坦福大學的科學家使用了帶有兩個噴嘴的機器人設備來快速生產鈣鈦礦薄膜。通過這些薄膜，他們制造出鈣鈦礦電池和組件的效率分別為18％和15．5％。他們認為，這種技術可以生產鈣鈦礦模塊，每平方英尺的成本約為0．25美元。

該美國組織指出，質量保證（QA）是一種廣泛用于紅色涂料和化妝品的工業有機顏料，在空氣中穩定、無毒，每公斤售價僅為0．50美元左右。該顏料的超分子結構賦予它良好的物理化學性質，包括高的抗光和熱穩定性和優良的載流子遷移率。

通過紡絲包衣－退火工藝將該顏料應用于鹵化物甲基鉛碘（MAPbI3）薄膜。研究合著者馬碧武說：“太陽能電池在沒有色素層的情況下效率為18．9％，有了它，這個數字上升到了21．1％。”

此外，科學家表示由于有了新的色素層，該細胞在環境條件下1000小時后仍能保持90％的初始效率。他們進一步解釋說：“通過簡單的溶液處理和熱退火添加不溶性色素層也會使細胞疏水性，這意味著水不能停留在細胞表面。”QA層的能量水平使級聯、定向空穴從鈣鈦礦轉移到空穴傳輸層，同時抑制電子轉移，這分別提高了空穴提取效率和降低了電荷重組。

疏水性被認為是薄膜和太陽能電池本身的高穩定性的原因。學者們總結道：“這項工作表明，用低溶解度工業顏料對鹵化物鈣鈦礦薄膜進行表面鈍化是解決鈣鈦礦太陽能電池長期穩定性問題的一種有前途的策略。”

本文介紹了低成本的工業有機涂料制備的高效、穩定的鈣鈦礦太陽能電池的涂料及其涂裝工藝，并發表在AngewandteChemie上。