日本nims網(wǎng)站2015年8月21日刊文稱，日本國立研究開發(fā)法人物質(zhì)與材料研究機構(gòu)以及國立研究開發(fā)法人科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)共同表示：鈣鈦太陽能電池劣化問題的原子級別的結(jié)構(gòu)由理論計算得以明確、期待著為提高太陽能電池的壽命和穩(wěn)定性做出貢獻。
日本國立研究開發(fā)法人物質(zhì)與材料研究機構(gòu)(NIMS)國際納米電子學(xué)研究基地(MANA)的館山佳尚組長和NIMS納米材料科學(xué)環(huán)境基地(GREEN)的春山潤博士后研究員的研究小組擔(dān)負(fù)著鈣鈦太陽能電池實用化的重要課題，作為劣化加速與轉(zhuǎn)換效率再現(xiàn)性低的原因通過原子級別的理論計算，在世界上首次證明是由陽離子的分子擴散起著重要的作用。
鈣鈦太陽能電池作為廉價且高效率的下一代太陽能電池而快速地進行著研究。但是，劣化非?？於鴮?dǎo)致壽命短是一個大的問題。另外，在電流−電壓曲線上常常出現(xiàn)磁滯導(dǎo)致電壓加載而出現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率變動的問題。這些都成為鈣鈦太陽能電池實用化道路上的最大障礙，成為許多研究者努力開發(fā)解除的重要工作。
NIMS MANA與GREEN的研究小組通過原理計算和反應(yīng)路徑的探索手法相結(jié)合，在具有代表性的鈣鈦材料內(nèi)施加已經(jīng)預(yù)料到的空穴作為媒介的負(fù)離子擴散，將迄今為止沒有被關(guān)注的陽離子也作為空穴媒介，在世界上首次證明了它們?nèi)菀讛U散且能夠移動。這個陽離子在鈣鈦材料的結(jié)構(gòu)維持上起著重要的作用，它的移動將導(dǎo)致巨大的結(jié)構(gòu)畸變，造成劣化加速和轉(zhuǎn)換效率滯后的原子級別的有力解釋。進一步，由這些結(jié)果顯示出空穴密度的減少和離子尺寸的控制將可有效地抑制劣化等。這個見解是以NIMS為首的、由最近的實驗研究所發(fā)表的劣化和磁滯被改進了的鈣鈦太陽電池的原子級別的機理所揭示。本研究成果將于近日刊登于美國化學(xué)會志“Journal of the American Chemical Society”的在線速報版上。
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