近年來，決定鈣鈦礦光伏技術商業化的主要因素已經從太陽能電池的性能轉向其穩定性、可重復性、器件升級技術和防止器件使用壽命期間鉛（Pb）的泄漏等領域。
2019年6月18日，Nature Energy同時刊登2篇鈣鈦礦電池研究文章，一篇是關于鉛泄露的安全問題，另一篇是關于真實條件下的穩定性問題。下面，我們做一個簡要介紹，希望對大家有所啟發。
第一作者：Yan Jiang, Longbin Qiu
通訊作者：Yabing Qi
通訊單位：日本沖繩理工大學
防止鈣鈦礦光伏器件在使用過程中的鉛（Pb）泄漏，是鈣鈦礦光伏器件商業化之路的重大關鍵問題之一。有鑒于此，日本沖繩理工大學戚亞冰團隊報道了其利用自修復聚合物封裝手段減少受損鈣鈦礦太陽能電池中的鉛泄露的研究成果。
圖1. 鉛泄露管理方案
研究團隊模擬了一個現實場景，在該場景中，具有不同封裝方法的鈣鈦礦模組受到冰雹影響（改進的FM 44787標準）的力學損壞，然后定量測量各種天氣條件下的Pb泄漏率。研究表明，與基于模塊邊緣處具有紫外線固化樹脂的玻璃蓋的封裝方法相比，基于環氧樹脂的封裝方法將Pb泄漏率降低了375倍。
圖2. 不同封裝測試
環氧樹脂封裝具有最大鉛泄漏減少量，這與其在操作條件下的最佳自愈特性和機械強度的增加有關。該研究表明，采用適當的封裝手段能夠最大限度地減少鈣鈦礦光伏器件的鉛泄漏。
圖3. 不同天氣測試
第一作者：Wolfgang Tress
通訊作者：Wolfgang Tress
通訊單位：EPFL
自從鈣鈦礦太陽能電池的效率提升至20%以后，學術界對鈣鈦礦光伏器件的研究開始從追求效率轉為追求穩定性。為了提高研究效率，人們制訂了標準化的穩定性測試條件便于參考比較。不過，“穩定性”一詞的含義十分廣泛并且可以采用不同條件來進行評估，這意味著測試方法五花八門，因此研究人員并很難迅速得出可靠的穩定性結論。而對于實際應用來說，只有在現實世界的長期工作條件下實現的能量產量才是有價值的。
有鑒于此，瑞士洛桑聯邦理工學院的Wolfgang Tress等根據中歐地區一年中多日的實際溫度和輻照度數據對一種高效鈣鈦礦太陽電池（PSC）在模擬環境條件下的性能進行了表征和分析。
圖4. 光強度和溫度的影響
圖5. 效率降低與溫度和光強的函數關系
研究發現，在高溫度和低光強度的條件下，PSC的效率下降幅度很小，保持了幾乎最佳的環境條件值，。在這種環境條件下，大部分太陽能都被轉化入到太陽能電池上。但是，受可逆降解（早上提供最高性能）和一年中可觀察到的輕微永久降解的影響，總能量產生量與標準測試條件測量的預期值略有不同。關于串聯同時，作者還將PSC與硅器件進行了串聯電池的比較。
圖6. 一年內隨機選擇24天的日均性能
總之，這兩項研究將鈣鈦礦光伏器件的安全問題和實際環境的穩定性問題提上了研究議程，為鈣鈦礦光伏器件商業化之路提供了新的動力。
鈣鈦礦光伏器件學術QQ群：708759169
參考文獻：
1. Yan Jiang, Longbin Qiu, Yabing Qi et al. Reduction of lead leakage from damagedlead halide perovskite solar modules using self-healing polymer-basedencapsulation. Nature Energy 2019.
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0406-2
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0414-2
2. Wolfgang Tress et al. Performance of perovskite solar cells under simulatedtemperature-illumination real-world operating conditions. Nature Energy 2019.
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0400-8
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0422-2
