钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料的研究进展
摘要：近几年来一种为钙钛矿（Perovskite)为吸光材料的钙钛矿太阳能电池电池发展迅猛,在较短的时间内电池的效率得到了前所未有的提升。钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料的研究对于提高电池的效率有着重要的意义。本文主要介绍了钙钛矿太阳电池的出现、结构和钙钛矿薄膜的制备方法以及新型钙钛矿的合成方法等。并对新型钙钛矿太阳电池所面临的问题和应用用领域及发展前景进行了初步探讨。
1：前言
随着社会经济的不断发展，能源问题是人类面临的重大问题。人们主要依赖煤、石油、天然气等传统能源，然而这些传统能源虽然储量丰富，但其不可避免的会带来一些环境污染的问题，并且随着人类需求越来越大，能源储量越来越少。因此开发和利用可再生的环境友好型能源迫在眉睫。在风电，水电，生物能，地热能，和太阳能等可再生能源中，太阳能以其安全无污染，廉价易得，并且取之不尽，用之不竭等优点而成为21世纪最有前景的新能源之一。以光伏效应为原理的太阳能电池，可以直接将太阳能转换成电能，因此，太阳能电池是近年来科研工作者的重点研究领域。目前，市场上应用最广的电池是无机硅太阳能电池，占据整个太阳能市场的主导地位。但硅电池生产工艺比较复杂，需要高温，高真空以及繁琐的制作过程，而且使用高纯硅面临造价高能耗高的问题，人们逐渐开始将目光转向低成本，低能耗的新型太阳电池的开发。第二代电池染料敏化太阳能电池则由于载流子的输运很难改善，导致能量转换效率得不到较大提高。近几年来一种为钙钛矿（Perovskite)为吸光材料的钙钛矿太阳能电池电池发展迅猛。
2:钙钛矿电池结构
如图一所示为钙钛矿太阳能电池的典型结构，它是由导电玻璃(FSnO2) ，电子传输层（包括致密层和多孔层），光吸收层（CH3NH3PBl3），空穴传输层，以及电极材料组成。当太阳光激发时，钙钛矿层会产生光生电子和空穴，其中电子经电子传输层到达阳极，然后通过外电路转移至Au 阴极；同时，空穴经空穴传输层到达Au 阴极，在此处与自由电子结合，完成一个回路。
图1 钙钛矿太阳能电池的结构示意图
3：钙钛矿的结构
