由苏州大学领导的科研团队开发出一种可靠的钙钛矿室内光伏（PIPV）自供电设备。该团队开发了一个小面积测试电池，并在其上进行了实验，同时还开发了一个微型模块和一个由该技术供电的电子价签。


该组织在一份新闻稿中表示：“物联网 (IoT) 的兴起刺激了自供电设备需求的快速增长，推动了高兼容性室内光伏 (IPV) 的发展。PIPV 因其可调带隙和高开路电压而备受关注。然而，长期稳定性仍然是 PIPV 商业化的最大障碍，目前正受到市场的严格审查。”

为了解决稳定性挑战，该团队在器件结构中加入了混合互锁自组装单层 (SAM)。该单层包含[4-(7H-二苯并[c,g]咔唑-7-基)丁基]膦酸 (4PADCB) 和[4-(7H-二苯并[c,g]咔唑-7-基)乙基]膦酸 (2PADCB) 的混合物。2PADCB:4PADCB 混合物的比例为 1:1。通过改变碳链长度，它有效增加了氧化铟锡 (ITO) 的表面覆盖率，并增强了 SAM 和 ITO 之间的结合能。

所制备的电池和微型模块以ITO为正面电极，2PADCB:4PADCB作为ITO的自组装膜(SAM)涂层，钙钛矿作为吸光层，PCBM作为电子传输层，浴铜灵(BCP)作为缓冲层，银(Ag)作为背面电极。整体而言，其电池结构为ITO/SAM/钙钛矿/PCBM/BCP/Ag。

“ITO 涂层玻璃基板经过一系列清洁程序，包括使用清洁剂，并在去离子水、丙酮和乙醇中冲洗 15 分钟。在烤箱中烘干 3 个多小时后，再用紫外线臭氧处理 20 分钟，”该团队解释道。“SAM 层采用旋涂法沉积，转速为 3000 rpm，持续 40 秒，然后在 100°C 下退火 10 分钟。钙钛矿薄膜采用两步旋涂工艺制备，转速为 1000 rpm，持续 10 秒；转速为 6000 rpm，持续 30 秒。”

采用相同工艺进一步开发的微型模块尺寸为5厘米×5厘米。为了促进PIPV的商业化，学者们开发了自供电电子价格标签的初始原型，该标签使用黄色LED。原型、电池和微型模块均在室内照明条件下进行了测试，照明强度范围为200勒克斯至2000勒克斯。

科学家们总结道：“优化后的设备在1000勒克斯光照下实现了创纪录的42.01%室内功率转换效率 (PCE)。此外，在模拟光照强度从2000勒克斯到黑暗的昼夜周期性波动的加速老化稳定性测试中，目标设备的预计寿命接近6000小时。最终，PIPV组件成功证明能够通过集成电路持续可靠地为电子价格标签供电。”

该电池发表在《国家科学评论》上，题为《用于自供电设备的可靠钙钛矿室内光伏技术》。该团队还包括来自土耳其马尔马拉大学的科学家。