鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite Solar Cells）被譽為淨零轉型的「明日之星」。相較於傳統的矽晶電池，它們更便宜、更輕薄、更具可撓性，且發電效率的理論極限更高。然而，這項革命性技術始終面臨著一個阻礙其大規模商業化的致命缺陷：穩定性差。
過去，科學家只知道鈣鈦礦電池在持續的光照和高溫下（也就是它們實際工作的環境中）會迅速降解，導致效能大幅衰退。這種現象被戲稱為「融化」，但其背後的確切分子機制一直是個謎。
近日，根據《SciTechDaily》報導，一個跨國研究團隊終於解開了這個謎團。他們發現了導致這種快速降解的真正原因。
關鍵發現：不只是光和熱，而是「超氧化物」
研究指出，當鈣鈦礦電池運作時，光照會激發出電子。長久以來，科學家認為是這些能量或伴隨的離子遷移導致了材料結構的不穩定。但這項新研究發現，真正的問題出在「氧氣」。
當氧分子（O2）滲入電池結構並與這些高能電子相遇時，會形成一種極不穩定且具高反應性的分子——「超氧化物自由基」（Superoxide Radicals）。
連鎖反應：結構的「解壓縮」
這些「超氧化物」就像是微小的炸彈，它們會開始攻擊鈣鈦礦的晶格結構。一旦結構被破壞，就會引發連鎖反應，導致材料快速分解，釋放出揮發性氣體，最終使電池「融化」並完全失效。
這個過程就像是拉開了毛衣的拉鍊，一旦一個節點被破壞，整個結構就會迅速瓦解。
從「解謎」到「解方」，商業化迎來曙光
這項發現雖然點出了問題的嚴重性，但對產業而言卻是個天大的好消息。
因為「知道敵人是誰」，科學家們終於可以停止大海撈針，轉而設計「精準的」解決方案。例如，開發新的鈍化層或添加特定的化學物質，其目的就是專門「中和」或「清除」這些破壞性的超氧化物。
解開了這個「融化」之謎，等於是清除了鈣鈦礦太陽能電池邁向商業化、耐久化的最大路障之一，為更便宜、更高效的潔淨能源未來鋪平了道路。
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資料來源: scitechdaily.com
來源網站: Mystery Solved: Scientists Discover Why Perovskite Solar Cells “Melt” (scitechdaily.com)
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