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OIST的能源材料和表面科学部门对太阳能电池的退化做出了惊人的发现，这有助于为这些电池创造更长的寿命铺平道路。制造具有成本效益的太阳能电池以与化石燃料等传统能源竞争的关键因素包括制造成本，效率和电池寿命。齐亚兵教授及其单位成员研究了高效太阳能电池退化的原因。发表在“物理化学快报”上的这一发现可以帮助推动各种形式的太阳能电池技术发展，因为研究人员知道导致退化和缩短寿命的原因。

固态染料敏化太阳能电池已显示出以低制造成本实现高效率的潜力。这些细胞的降解缩短了寿命，但尚不清楚。为了研究降解的原因，Qi教授及其同事专注于这些太阳能电池中广泛使用的材料，缩写为spiro-MeOTAD。该材料用于太阳能电池的最上层，并与外部环境接触。因此，它很可能容易从许多可能的来源降解，包括空气暴露，连续光照射，高温和灰尘。

最可能的降解来源被认为是光氧化，这是一种由暴露于空气和光线引起的化学过程。Qi教授及其同事测试了这个过程是否正在发生。令人惊讶的是，他们最终表明即使在暴露几天之后，螺-MeOTAD也没有可检测的光氧化或化学降解。研究人员接下来研究了由于仅接触空气而导致的其他可能的降解机制。Spiro-MeOTAD是一种无定形物质，其特性使其可用于这些太阳能电池。然而，这种性质也可能引起一个问题，即空气中的分子可能很容易扩散或自由地进入螺旋-MeOTAD。然后，这些空气分子将成为太阳能电池中的杂质，导致降解。经过详细分析，研究人员确定这正是发生的事情; 外来空气分子导致螺-MeOTAD层降解，导致太阳能电池效率下降。

下一步是找到一种材料来封装和保护螺-MeOTAD层免受空气暴露，并防止扩散和随后的降解发生。齐教授说，“如果我们能找到一种低成本封装的方法，那么有可能首次在同一个电池中实现低成本，高效率和长寿命。” 由于这些太阳能电池生产简单且成本低廉，因此添加这一额外步骤可以为理想的太阳能电池提供一个难题。

Qi教授补充说：“这项技术与我们正在研究的柔性透明电极的涂层技术兼容，这意味着我们可以利用这项研究来制造大面积，透明，柔性的太阳能电池。” 齐教授及其同事正在使世界更接近使用其他形式的能源。希望有一天你会看到这项研究以更清洁，更有效的能源生产形式实现。

这项工作是与Antoine Kahn教授及其普林斯顿大学研究小组合作完成的。DSSC，Advanced Technologies R&D，Merck Ltd.，Japan为本研究提供了spiro-MeOTAD。