热致变色钙钛矿太阳能电池

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       智能窗户可以持续可逆的调节可见光的透过率，常见的变色材料有：热致变色材料、电致变色材料和液晶材料。多数智能窗户只能够简单控制太阳光的吸收和反射，却不能将太阳能转换为可有效利用的能源。如今，越来越多的半透明薄膜光伏器件展现出优异性能，可以作为智能窗户提供遮阳、发光和供能等功能，但是该类光伏材料却没有变色的性能。因此，将具备大色差和高透明度变色材料与具有良好吸光能力的光伏材料组装成多结串联器件，可以制备智能光伏变色窗户。由于每个特定晶体结构的原子排列不同，具有结构相变的材料被发现与光学、电学或热学性质有着本质的联系。大多数半导体不可能可逆地在透明相和非透明相之间切换的同时又保证其电学特性不会发生改变。因此开发一种同时具有变色性能与光伏特性的智能窗户薄膜材料仍然是个难题。

       钙钛矿光伏材料的出现为这一难题带来了转机。铯铅碘溴(CsPbI3-xBrx)是一种纯无机钙钛矿材料，该材料具有优异的热稳定性和环境稳定性，更为重要的是，该类钙钛矿的晶体结构可以有效的在低温相和高温相之间可逆的转变，且其电学性能能够得到恢复。

        近日，美国加州大学伯克利分校杨培东院士（通讯作者），林佳，赖敏良，窦乐添（共同一作）等人在Nat. Mater.上发表了一篇题为“Thermochromic halide perovskite solar cells”的文章。本文介绍了一种基于无机卤化物钙钛矿铯铅碘溴结构相变的智能光伏窗户。该光伏窗户的太阳能转换效率最高可达7%，并且具有低至105℃的相变温度。该钙钛矿薄膜器件的着色态（对应高温相）和褪色态（对应低温相）的可见光透过率分别是35.4%和81.7%。此外，该器件还被证明具有良好的可重复性。