導讀：全球研究小組開發了一種摻有銫的二氧化鈦納米管的過氧化物光伏電池。據稱，它比不摻銫納米管的電池具有更好的短路電流和功率轉換效率。他們說在高達800℃的溫度下，它具有最佳的熱穩定性。

一個國際研究小組通過使用由二氧化銫——二氧化鈦（Cs－TiO2）制成的特殊納米管，開發出一種具有較強熱穩定性和增強電子注入的過氧化物太陽能電池。

科學家們使用純度為99．4％、厚度為1毫米、長度為50毫米的鈦片。該電池采用兩步電化學陽極化工藝制造，然后用Cs基溶液摻雜后，用Cs納米顆粒封裝。然后在450℃下對C2－TiO2納米管進行退火，該太陽能電池以甲基三碘化鉛銨（CH3NH3PbI3）為基礎，它是一種具有高光致發光量子產率的過氧化物。

研究人員制造了具有規則、有序結構的納米管，他們表示這對于太陽能電池實現高水平的功率轉換效率是必要的。這種效率與納米管本身的長度成正比。

他們說：“如果納米管長度在1微米（μm）到20微米之間，那么入射光子到電流的轉換效率（IPCE）就會增加，在20微米的長度上達到80％，從而提高了過氧化硅太陽能電池的效率。”他們還表示20微米是電子的合理距離，可以實現更高的效率。

學者們表示他們用于生產納米管的摻雜材料的金屬離子具有更好的接受電子的能力。他們說：“摻雜的金屬可以很容易地捕獲傳導電子，使電子空穴對重組減少。”

他們使用紫外－可見光譜（UV－Vis）比較了他們的太陽能電池與用TiO2納米管設計的、沒有摻雜Cs的類似電池的性能。通過熱重分析（TGA）測量了這兩種器件的熱性能。熱評估結果顯示，摻雜的納米管在高達800 C的溫度下具有優異的熱穩定性，他們還發現在150 C左右的溫度下，納米管的重量損失大約為1％。

分析表明，銫原子摻雜通過減少重組反應，有效促進了電子傳輸。研究人員表示，基于Cs－TiO2的過氧化物太陽能電池表現出了優越的性能，使得短路電流比參考電池躍升了18．67％，功率轉換效率提高了22．28％。

研究人員總結道：“太陽能電池參數的改善可以歸因于增強了對器件中光生電荷載流子的提取。”

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