一个国际研究小组开发了一种基于电池技术的光伏电池板，该电池技术具有石墨烯掺杂的电子传输层 (ETL) 和插入钙钛矿层和空穴传输层 (HTL) 之间的功能化二硫化钼 (fMoS 2 ) 缓冲层。

研究人员 Aldo di Carlo 表示，我们已经证明，石墨烯和 MoS2 等二维材料的使用不仅可用于提高钙钛矿光伏在实验室设备上的性能，而且还可用于大面积面板的真实环境中。

科学家们将石墨烯薄片整合到 ETL 中，以促进包裹在 ETL 内的钙钛矿结晶。他们说，这会导致电子陷阱密度降低，同时降低器件的暗电流并提高电池的填充因子。聚（三芳基）胺（PTAA）是一种出色的空穴传输和电子阻挡材料，用于 HTL。

研究人员说，在钙钛矿-HTL 界面，与没有 fMoS 的参考器件相比，fMoS 2薄片的缓冲层促进了空穴从吸收层到 HTL 的转移。此外，石墨烯和 fMoS 2的使用分别稳定了钙钛矿/ETL 和钙钛矿/HTL 界面，在恶劣的测试条件下，例如长时间的光照和热应力。

该模块由面积为 9.1 cm 2 的太阳能电池制成，有效面积为 81.9 平方厘米，开孔面积为 101 平方厘米。在标准照明条件下测得其功率转换效率为12.5%，填充因子达到81%。

研究人员说，预计全自动钙钛矿太阳能模块制造将降低功率转换效率的分布。

光伏系统位于希腊克里特岛的希腊地中海大学 (HMU) 校园内。该设施产生的电力存储在四个串联的 6 V 通风管状板电池中，容量为 260 Ah。这些模块的面积为0.5平方米，用于建造一个由九块面板组成的总面积为4.5平方米的独立测试场。

该小组将电池板的性能与市售太阳能电池板的性能进行了比较，发现石墨烯-钙钛矿器件随着温度的升高，开路电压的降幅最小。

科学家表示，石墨烯-钙钛矿面板的开路电压温度系数是晶体硅面板的一半，同时还表现出更大的正短路电流温度系数。同时，我们的结果表明，需要进一步努力改进封装材料和层压协议，以进一步延长面板的使用寿命。

他们在“将基于二维材料的钙钛矿太阳能电池板集成到独立的太阳能农场”中介绍了他们的发现，该研究最近发表在Nature Energy上。该研究小组包括来自Tor Vergata 大学、IIT 石墨烯实验室、锡耶纳大学和意大利 GreatCell Solar Italia Srl以及希腊希腊地中海大学的科学家。

太阳能农场产生的数据对于钙钛矿光伏的工业级开发至关重要。Di Carlo 说。