石墨烯钙钛矿太阳能电池的效率超过18%？

来自意大利的一组研究人员创建了钙钛矿-石墨烯混合的太阳能电池，在太阳光下显示出良好的稳定性，同时仍然保持18%以上的惊人效率这是迄今为止报导的最高效率的石墨烯钙钛矿混合太阳能电池。

尽管钙钛矿型光伏性能取得了巨大进步，这些设备的稳定性仍然值得怀疑。特别是空气和湿度能降低电池性能，例如持续暴露在太阳光和热下，阻碍了其相关于其他类型太阳能电池的优势。石墨烯和石墨烯相关材料(GRMs)具有让其在例如保护层等应用中脱颖而出的性能优势，因此成为保护钙钛矿型太阳能电池（PSCs）免受大气降解的自然候选人。

意大利研究团队审查了石墨烯和石墨烯相关材料的用于PSCs的保护性能，包括石墨烯氧化物以及还原石墨烯氧化物。另外，报告介绍了一个包含石墨烯片和石墨烯氧化物层的新型混合钙钛矿太阳能电池。新的电池展现的功率转换效率（PCE）高达18.2%。

在新的电池设计中，石墨烯起着双重用途。提高的功率转换效率（PCE）是通过使用石墨烯掺杂的介孔TiO2(mTiO2+G)作为电子传输电极（PE）以及石墨烯氧化物作为钙钛矿和空穴传输层（HTL）之间的中间层实现的。

将石墨烯片加入到介孔TiO2层可以提高电荷在该层的注入和收集，这将会直接导致更高的效率。同时，钙钛矿和HTL之间的石墨烯氧化物层可以提高电流密度，进一步提高总效率。在稳定性方面，mTiO2+G电池经过16小时的长时间日晒后，其效率仍然保持在88%以上。

这项工作为石墨烯钙钛矿型太阳能电池指明了新的设计方向，在未来可能生产出更加高效稳定的太阳能电池。