迄今为止，最理想的太阳能电池材料是 MAPI 半导体，它们是由形成钙钛矿结构的有机甲基铵阳离子和碘化铅八面体组成，基于 MAPI 半导体的太阳能电池在几年内实现了 25% 的效率。但到目前为止，半有机半导体仍在快速老化，与日益增长的能源需求还有很大的缺口，效率还有待跨越式的提升。

现在，由 Artem Musiienko 博士领导的 HZB 团队首次精确表征了 MAPI 钙钛矿中五种不同的缺陷类型，并测量了这些缺陷与电荷载流子之间的相互作用。

对 MAPI 钙钛矿中五种不同类型的缺陷进行了检查和表征。结果：大部分缺陷无法长时间捕获电荷载流子。图片来源：HZB

使用高灵敏度光谱方法的组合，他们成功地通过实验确定了不同缺陷的浓度、能量、捕获截面和电荷捕获时间，并创建了缺陷图。通过使用电脉冲，他们确保测量不会影响材料的质量。

测量结果可以可靠地区分电子和空穴传输，并确定它们最重要的参数：迁移率、寿命和扩散长度。

“因此，这项工作为钙钛矿太阳能电池领域长期以来讨论的问题提供了答案，”Musiienko 说。

一个重要发现：大部分缺陷在短时间内再次释放捕获的电荷载流子。

“这可能部分解释了 MAPI 钙钛矿的这些特别高的效率，”Musiienko 说：“这些结果为在缺陷浓度方面优化 MAPI 钙钛矿铺平了道路，将高效率与良好稳定性相结合。”

技术带来科学的进步，技术和科学总是息息相关。能源是当代迫切需求的，提高能源的利用率，特别是可再生能源的利用率，对改善当今的生态和社会环境是至关重要的。

该研究发表在《先进功能材料》上。