研究人员发现了导致新太阳能电池在空气中分解的确切机制，为解决方案铺平了道路。
太阳能电池利用来自太阳的能量，并提供化石燃料等不可再生能源的替代品。然而，他们面临着昂贵的制造工艺和效率低下的挑战 - 太阳光转化为可用能量。
被称为有机卤化铅钙钛矿的光吸收材料被用于新型太阳能电池中，这种太阳能电池具有很大的前景，因为它们比由硅构成的传统太阳能电池更灵活，更便宜。
然而，钙钛矿细胞在自然条件下迅速降解，在几天内大大降低了它们的性能。这是他们目前没有被广泛使用的一个原因。
此前，由帝国大学化学系科学家领导的研究小组发现，这种分解是由于形成了“超氧化物”而侵蚀了钙钛矿材料。当撞击细胞的光释放电子时会形成这些超氧化物，电子与空气中的氧反应。
现在，在Nature Communications发表的一项研究中，研究小组确定了超氧化物的形成方式以及它们如何攻击钙钛矿材料，并提出了可行的解决方案。
该团队与巴斯大学的Christopher Eames博士和Saiful Islam教授合作，发现通常由碘化物分子吸收的钙钛矿结构中的空间有助于形成超氧化物。虽然碘化物是钙钛矿材料本身的一种成分，但是存在缺少碘化物的缺陷。然后将这些空位用于形成超氧化物。
该团队发现，在制造后用额外的碘化物加入材料确实提高了稳定性，但是更持久的解决方案可能是设计碘化物缺陷。
这项新研究的主要作者，来自帝国大学化学系的Nicholas Aristidou说：“在确定碘化物缺陷在产生超氧化物中的作用后，我们可以通过用额外的碘离子填充空位来成功地改善材料的稳定性。通过控制存在的缺陷的类型和密度，优化材料以增强稳定性的新方法。“
来自帝国化学系的首席研究员Saif Haque博士补充道：“我们现在已经提供了一条在原子尺度上理解这一过程的途径，并允许设计具有更高稳定性的设备。”
目前，保护钙钛矿电池免受空气和光降解的唯一方法是将它们包裹在玻璃中。然而，钙钛矿太阳能电池由设计用于各种环境的柔性材料制成，因此玻璃外壳严重限制了它们的功能。
哈克博士说：“玻璃外壳限制了运动，增加了细胞的重量和成本。改善钙钛矿细胞材料本身是最好的解决方案。”
该团队希望接下来测试真实环境中细胞的稳定性。细胞将暴露于氧气和水分的组合，在更相关的情景中测试细胞。
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