过去几十年来，光伏 (PV) 的效率和性能得到了显著改善，从而推动了太阳能技术的采用。为了进一步提高太阳能电池的性能，世界各地的能源研究人员一直在设计和测试替代设计策略，利用不同的材料和电池结构。

一类已发现可取得良好结果的太阳能电池是基于有机-无机杂化钙钛矿的太阳能电池，这种材料具有多种有利特性。虽然这些电池的效率已超过 25%，但它们通常不稳定且对各种外部刺激(例如紫外线和氧气)敏感，这阻碍了它们的大规模部署。

韩国蔚山国家科学技术研究院、韩国大学和其他机构的研究人员最近介绍了一种提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的新策略。该策略在《自然纳米技术》上发表的一篇论文中概述，需要在钙钛矿太阳能电池中使用介孔结构二硫化钼 (MoS 2 ) 作为电子传输层 (ETL)。

Donghwan Koo、Yunseong Choi 及其同事在论文中写道：“钙钛矿太阳能电池(PSC)中的介孔结构电子传输层(ETL)与钙钛矿层的表面接触增加，从而能够有效分离和提取电荷，并形成高效设备。”

“然而，PSC 中最广泛使用的 ETL 材料 TiO 2需要超过 500°C 的烧结温度，并且在入射光下会发生光催化反应，从而限制了操作稳定性。最近的努力集中在寻找替代的 ETL 材料，例如 SnO 2。”

在之前研究的基础上，Koo、Choi 及其同事着手利用具有介孔结构的 ETL 来提高钙钛矿太阳能电池的性能。这实质上意味着用于这些层的材料具有微小的孔隙(尺寸范围为 2 至 50 纳米)。

他们特别使用了介孔 MoS 2，这是一种具有光电特性的多功能材料，以前曾用于开发电池、光电探测器、发光二极管(LED) 和其他技术。研究人员发现，引入介孔 MoS 2 ETL 可使太阳能电池的效率超过 25%，并且稳定性良好。

Koo、Choi 和他们的同事写道： “MoS 2中间层增加了与相邻钙钛矿层的表面接触面积，改善了两层之间的电荷转移动力学。”

“此外，与 TiO 2相比，MoS 2与钙钛矿晶格之间的匹配有利于具有低残余应变的钙钛矿晶体的优先生长。使用介孔结构的 MoS 2作为 ETL，我们获得了效率为 25.7%(0.08 cm 2，认证为 25.4%)和 22.4%(1.00 cm 2)的钙钛矿太阳能电池。”

在初步测试中，该团队的太阳能电池取得了非常令人满意的结果，与采用 TiO 2 ETL 的太阳能电池相比毫不逊色。值得注意的是，在连续照明下运行超过 2,000 小时后，还发现采用介孔 MoS 2的钙钛矿太阳能电池仍能保持其稳定性和 90% 的初始能量转换效率 (PCE)。

这些令人鼓舞的发现可以为未来的努力提供参考，即通过引入介孔结构的 MoS 2层来提高有机-无机钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。这些努力可以帮助钙钛矿 太阳能电池的性能达到与硅基光伏电池相当的水平，从而促进其未来的广泛部署。

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