对可持续能源生产技术的探索促使研究人员在各种类型的设备中研究各种材料及其组合。钙钛矿就是这样一种合成材料，成本低，易于生产，对可持续能源生产技术的探索促使研究人员在各种类型的设备中研究各种材料及其组合。钙钛矿就是这样一种合成材料，成本低，易于生产，可用于太阳能电池。钙钛矿太阳能电池因其功率转换效率(即太阳光转化为电能的效率)近年来得到显著提高而备受关注。然而，由于一些问题，事实证明它很难实现大规模的能源生产。
钙钛矿太阳能电池面临的问题之一是再现性。这意味着难以一致地产生没有缺陷和空穴的钙钛矿晶体层，这意味着总是可能偏离设计值，从而降低效率。从好的方面来看，研究人员发现将钙钛矿与碳纳米管(CNTs)结合起来可以提高这些电池的效率。碳纳米管和钙钛矿结合的机制以及这如何影响碳纳米管钙钛矿太阳能电池的性能还没有被深入研究。特别是，纯CNT结合钙钛矿的能力不是很好，这可能会破坏两种材料之间界面的结构和导电性。
东京科技大学的一个团队在Keiko Waki教授的带领下，对钙钛矿太阳能电池与不同类型的碳纳米管的结合进行了一系列实验，试图提高它们的性能和稳定性，并了解它们的潜在机制。他们不仅使用纯碳纳米管，还使用结构中带有“含氧官能团”的碳纳米管。已知这些碳纳米管增强碳纳米管和钙钛矿之间的相互作用，从而产生更好的界面并增强钙钛矿的结晶。
这项研究包括几个实验，提供了对碳纳米管-钙钛矿相互作用的许多方面的见解。首先，他们证明了使用功能化碳纳米管的电池在电气性能上优于使用纯碳纳米管的电池，并找到证据支持当使用功能化碳纳米管时，晶体更大，表面缺陷更少。然后，研究小组得出结论，如果储存在暗处，细胞中的钙钛矿会发生重结晶过程，碳纳米管中官能团的存在会对这一过程产生重大影响。这可以通过存储电池超过两个月，然后测量其电气特性来确认(图1)。
“我们在室温下发现了钙钛矿的自重结晶能力，长期保存后其形貌有了很大的改善。然而，最有趣的结果是，功能化的碳纳米管可以利用其自重结晶特性，通过重构在钙钛矿和碳纳米管之间形成更强的连接”。最值得注意的是，功能化的碳纳米管大大改善了两种材料之间的接触，官能团可以起到保护作用，防止钙钛矿上的水被侵蚀，从而可以进行自重结晶和界面重构，而不会发生明显的降解。研究小组还发现，连续照射阳光可以大大加速重结晶过程。细胞经常被测量，但这最终会影响它们的稳定性并使它们退化。
这种对钙钛矿太阳能电池及其增强方法的深入研究非常有价值，因为它们使我们更接近新的清洁能源。瓦基教授总结道：“我们希望这项研究将有助于生产出稳定性和可重复性更高的钙钛矿。”这些发现将是另一个垫脚石，因此我们可能会将钙钛矿太阳能电池视为保护我们星球的关键技术。
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