當(dāng)辣椒成為材料，可提高太陽能效率

文／陳根

辣椒對(duì)人體的好處已經(jīng)在多項(xiàng)研究中被證實(shí)，包括促進(jìn)血管舒張，降低血壓，緩解疼痛，甚至降低癌癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)在，中國和瑞典的科學(xué)家稱，辣椒還能提高太陽能電池的效率。研究人員發(fā)現(xiàn)，在三碘化甲基銨鉛（MAPbI3）過氧化物的前體中只添加了 0．1 個(gè)重量百分比的辣椒素，能夠讓太陽能電池效率有較大的提升。

也就是說，一小撮辣椒素（辣椒素是一種使辣椒有辣味的化合物）可能是制造更穩(wěn)定高效鈣鈦礦太陽能電池的秘密成分。

如今，綠色和可持續(xù)的林基生物材料添加劑技術(shù)已經(jīng)成為無毒無鉛鈣鈦礦材料的一個(gè)明顯趨勢。雖然金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體代表了最先進(jìn)太陽能電池技術(shù)的一個(gè)有前途的組成部分，但它們受到非輻射復(fù)合的困擾，這將會(huì)降低效率并加劇熱損失。

因此，發(fā)現(xiàn)一種天然的、以森林為基礎(chǔ)的、廉價(jià)的添加劑來克服這一限制，提高太陽能電池的性能成為了科學(xué)研究的重要方向。在此次研究中，研究人員表示，考慮到辣椒素的電性、化學(xué)性、光學(xué)性和穩(wěn)定性，辣椒素將是一個(gè)很有前途的候選藥物。

為了測試?yán)苯匪氐哪芰?，研究人員在MAPbI3鈣鈦礦前驅(qū)體中加入了0．1wt％的化合物（最佳測定濃度），用于制造太陽能電池。接下來，研究人員進(jìn)行了一系列技術(shù)，包括紫外光電子能譜、X射線光電子能譜和時(shí)間分辨光致發(fā)光，以確定辣椒素添加劑如何影響太陽能電池的性能。

他們發(fā)現(xiàn)，盡管控制裝置的功率轉(zhuǎn)換效率僅為19．1％，但含有辣椒素的裝置的效率為21．88％——接近單晶MAPbI3裝置21．93％的創(chuàng)紀(jì)錄效率。增強(qiáng)型太陽能電池的穩(wěn)定性也有所提高，在環(huán)境空氣中儲(chǔ)存800小時(shí)后，電池的初始效率保持在90％以上。

當(dāng)然，雖然辣椒素可能為將來大規(guī)模、高效鈣鈦礦型太陽能電池的開發(fā)提供一種低成本、廣泛可用的添加劑，但這也仍需要進(jìn)一步研究該化合物對(duì)無毒無鉛鈣鈦礦（如無機(jī)鈣鈦礦和雙鈣鈦礦）的影響。此外，在準(zhǔn)備投入商業(yè)應(yīng)用之前，必須進(jìn)一步磨練材料的穩(wěn)定性。

其研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《焦耳》雜志上。