钙钛矿太阳能电池制备及界面修饰研究文献综述
2020-06-28 08:06
文 献 综 述 1. 引言 21世纪以来,人口急剧增长,能源和环境问题日益明显。
目前,人们主要消耗的是不可再生能源,例如煤、天然气、石油等化石燃料,而未来人类还需大量的能源,故人类正在积极开发新能源。
截至2013年,世界光伏累计安装量已超过100GW。
其中85%是第一代晶体硅太阳能电池,其他的是第二代薄膜太阳能电池,主要包括非晶硅薄膜太阳能电池和碲化镉/硫化镉薄膜太阳能电池[1]。
第二代太阳能电池虽然拥有更短的能量偿还周期但并未能替代第一代太阳能电池,主要是因为前者也有着不少的缺点,比如能量转换效率较低,制造电池所需材料是稀有材料以及电池工作的稳定性不够好等。
最近几年,一种新的太阳能电池即钙钛矿太阳能电池异军突起,电池的能量转换效率由2009年的3.5%提高到2013年的15.4%仅仅经历了4年时间[1]。
近年来,钙钛矿太阳能电池由于光电效率高,工艺简单等一些优异性能而受到人们的广泛关注。
现如今广大研究人员正在大力研究,开发钙钛矿太阳能电池,其光电转化效率正在不断突破、提高,有可能达到甚至超过单晶硅太阳电池(25.6%)的水平。
目前钙钛矿太阳能电池的光电转化效率被证实已达到了22.7%[2],这项重大的成就于2013 年度,成功被Science 评选为十大科学突破之一[3]。
2. 钙钛矿材料 钙钛矿材料的组成可表示为ABX3,A代表有机阳离子,如CH3NH3 、HOOC(CH2)4NH33 等;B代表金属离子,如Pb2 、Sn2 等;X代表卤素离子,如Cl-、Br-、I-等[3]。
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