鈣鈦礦太陽能電池壽命短的原因主要涉及以下幾個方面：

一、材料本身的不穩(wěn)定性

• 水解：鈣鈦礦材料本身具有很強(qiáng)的吸濕性，能夠吸收周圍環(huán)境中的水分子。當(dāng)空氣濕度達(dá)到一定程度后，過多的水分子會使鈣鈦礦材料分解，導(dǎo)致器件性能降低。此外，鈣鈦礦材料中的易水解陽離子，如鉛離子（Pb2?），容易被水分解，且碘化氫易溶于水使溶液呈酸性，進(jìn)一步加速鈣鈦礦材料的分解。

• 高溫：溫度對鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性有重要影響，涉及材料的熱分解、晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變等。例如，CH?NH?PbI?在100℃下加熱20分鐘會分解成PbI?、CH?NH?和HI，CH?NH?和HI揮發(fā)后剩余PbI?固體，導(dǎo)致鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)崩潰。

• 光照：光照對鈣鈦礦材料穩(wěn)定性的影響難以避免且更為復(fù)雜，包括光照引起的分解、相變和內(nèi)部相分離等。盡管在某些情況下，光照能促進(jìn)鈣鈦礦材料內(nèi)部缺陷的修復(fù)，但目前還沒有方法能夠控制相關(guān)反應(yīng)。

二、金屬離子遷移與過度極化

鈣鈦礦電池中存在金屬離子遷移和過度極化等問題，這些問題會影響電池的長期穩(wěn)定性和可靠性，從而導(dǎo)致電池性能下降甚至失效。

三、制備工藝的不成熟

• 大面積制備困難：鈣鈦礦薄膜的大面積制備工藝不成熟，難度較大。目前采用的狹縫涂布法和蒸鍍法都存在各自的問題，如成膜質(zhì)量差、電阻損耗等，這些問題都會影響電池的穩(wěn)定性和壽命。

• 制備過程中的問題：在制備過程中，如果鈣鈦礦的成核結(jié)晶問題不能得到有效控制，會產(chǎn)生結(jié)晶導(dǎo)致表面出現(xiàn)縫隙或氣泡，從而影響電池的穩(wěn)定性能。

四、商業(yè)化初期的成本問題

雖然鈣鈦礦電池的理論成本較低，但目前處于產(chǎn)業(yè)化初期，實(shí)際成本明顯高于理論值。這主要是由于高品質(zhì)的太陽能TCO玻璃等關(guān)鍵材料被國外公司壟斷，導(dǎo)致采購成本高昂。此外，蒸鍍法等制備工藝的成本也相對較高，進(jìn)一步增加了鈣鈦礦電池的商業(yè)化難度。

綜上所述，鈣鈦礦太陽能電池壽命短的原因主要包括材料本身的不穩(wěn)定性、金屬離子遷移與過度極化、制備工藝的不成熟以及商業(yè)化初期的成本問題。為了延長鈣鈦礦太陽能電池的壽命，研究者們正在積極尋求解決方案，如材料改性、優(yōu)化封裝技術(shù)、改進(jìn)制備工藝等。