Henry J. Snaith, 牛津大學教授，鈣鈦礦光伏器件第一人。在2010年就創辦了牛津光伏公司(Oxford PV)，2014年已經開始研發鈣鈦礦-硅疊層器件。去年，中國金風科技投資Oxford PV 約2000萬英鎊，用于開發鈣鈦礦光伏組件。據報道，鈣鈦礦-硅疊層器件效率將提高至30%。
那么，2019-2020年，Henry J. Snaith等人陸續在Nature，Science上發表關于鈣鈦礦器件的穩定性研究：離子液體提高離子晶體鈣鈦礦的穩定性，研究了鈣鈦礦的老化機制。這些重磅成果對推動鈣鈦礦單結器件，鈣鈦礦疊層器件都有深遠意義。
今日Science：哌啶基離子液體！提高FACs基鈣鈦礦器件性能
工作壽命問題長期以來都是有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池中關鍵性參數，牛津大學Yen-Hung Lin，Henry J. Snaith等展示了一種高彈性的正-本征陰性鈣鈦礦太陽能電池，通過將哌啶基烷基陽離子-硼氟酸陰離子組成的離子化合物引入甲脒,銫和鹵化鉛組成的鈣鈦礦材料中，實現了對能帶結構的改變。通過對能帶結構進行調控，將其用于鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的構建。這種哌啶添加分子有效的改善了開路電壓和電池效率，并且抑制了鈣鈦礦的組分轉變為雜質相、在電池老化實驗中展示了遏制pinhole生成。
通過nanoSIMS（納米尺度二次離子質譜測試）對哌啶離子化合物在鈣鈦礦中的作用進行研究，結果顯示大部分的[BMP]+[BF4]-離子化合物分子在鈣鈦礦晶域邊緣聚集，少量離子化合物滲透到Cs0.17FA0.83Pb(I0.77Br0.23)3鈣鈦礦薄膜中。超過1000 h的長時間工作后，電池的開路電壓能保持在1.2 V。通過在空氣中進行測試，結果顯示未封裝電池和封裝后的電池分別在60 ℃和85 ℃中進行1010 h和1200 h連續測試，保持了80 %和95 %的性能。
2019年Nature: 咪唑基離子液體, 提高FACsMA基鈣鈦礦器件性能
基于金屬鹵化物鈣鈦礦的太陽能電池是最有前景的光伏技術之一。在過去幾年中，通過調整鈣鈦礦的組成，優化器件結構內的界面，以及這些器件的長期運行穩定性得到了極大的改善。使用新的封裝技術。但是，為了提供更持久的技術，還需要進一步改進。特別是在光照和熱量下, 鈣鈦礦活性層中的離子遷移可以說是最難緩解的。英國牛津大學/瑞典林雪平大學Sai Bai、Feng Gao以及牛津大學Henry J. Snaith等人將一種離子液體，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽引入鈣鈦礦薄膜，提高了器件效率，顯著提高了器件的長期穩定性。具體而言，在70至75 ℃的連續全光譜太陽光下，封裝器件穩定超過1,800小時，僅下降約5％；并估計器件下降其峰值性能的80%所需的時間是約5200小時。長期運行穩定的太陽能電池是實現可靠的鈣鈦礦光伏技術的關鍵一步。
參考文獻
Yen-Hung Lin et al. A piperidinium salt stabilizes efficient metal-halide perovskite solar cells，Science 2020.
DOI：10.1126/science.aba1628
https://science.sciencemag.org/content/369/6499/96
Bai, S. et al. Planar perovskite solar cells with long-term stability using ionic liquid additives. Nature 571, 245-250
doi:10.1038/s41586-019-1357-2 (2019).
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1357-2
Henry J. Snaith簡介
HenryJ. Snaith，英國牛津大學克拉倫登實驗室物理學教授，牛津光伏公司(Oxford PV)的共同創始人之一。2017年9月，因共同發現并應用鈣鈦礦材料實現有效的能源轉換，榮獲化學領域2017年度“引文桂冠獎”。同年，科睿唯安網站預測Henry J. Snaith是諾貝爾物理學獎獲得者之一。
HenryJ. Snaith團隊通過材料合成，器件開發，先進的光電特性和理論研究的跨學科組合，率先開發了用于能源和光伏的鈣鈦礦材料。該研究吸引了學術界和工業界的關注，這是有希望以比現有硅PV更低的成本提供更高效率的光伏技術。Henry J. Snaith團隊已在Science、Nature、NatureMaterials、Nature Photonics、NatureNanotechnology、Nature Energy、NatureCommunications和Joule等國際著名期刊發表論文和專利500多篇，被SCI引用超過92000次。
