柔性钙钛矿太阳能电池的研究进展.pdf

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1、第42卷第9期化工能源化工设计通讯2016年9月ChemicalEnergyChemicalEngineeringDesignCommunications柔性钙钛矿太阳能电池的研究进展郭金实（哈尔滨市第三中学群力校区，黑龙江哈尔滨 150087）摘　要：钙钛矿太阳能电池是近年来太阳能电池领域的一颗新星，在不到7a的时间里，其效率从3.8%飞速地提高到了22%。由于钙钛矿材料本身可以低温制备，因此具有质量轻、可弯曲、适用性广等特点的柔性钙钛矿电池，受到人们的广泛关注。现针对柔性钙钛矿电池，分为n-i-p和p-i-n两种电池结构，分别介绍了对应的主要研究方向与目前的研究进展，并对

2、其进行评述。最后，指出了关于柔性钙钛矿太阳能电池领域的主要问题与挑战，并对未来进行了展望。关键词：柔性钙钛矿太阳能电池；n-i-p；p-i-n中图分类号：TM914.4文献标志码：A文章编号：1003–6490（2016）09–0106–04ResearchProgressofFlexiblePerovskiteSolarCellsGuoJin-shiAbstract：perovskitesolarcellisinrecentyearsthefieldofsolarcell[]astar，inlessthan7years，itsefficiencyfrom22%to3.8%i

3、ncreasedrapidly.Duetotheperovskitematerialitselfcanbepreparedatlowtemperature，soithasthecharacteristicsoflightweight，flexible，wideapplicability，andsoon，ithasbeenwidelystudied.Themainresearchdirectionandthecurrentresearchprogressofthen-i-pandp-i-nareintroducedinthispaper.Themainresearchdirec

4、tionsandthecurrentresearchprogressareintroduced.Finally，itpointsoutthemainproblemsandchallengesinthefieldofflexibleperovskitesolarcells，andmakesaprospectforthefuture.Keywords：flexibleperovskitesolarcell；n-i-p；p-i-n[7]钙钛矿太阳能电池是近年来在太阳能电池领域的一个研究，在PET柔性基底上获得的能量转换效率达到了6%，经过[1]热点，其最早出现在2009年，经过几年

5、的发展，其能量转近几年的发展，目前柔性钙钛矿电池的最高能量转化效率已[8]化效率从最初的3.8%飞速地增长到了22%，逼近了单晶硅太经达到了16.80%。1阳能电池25%的最高转化效率。由于具有更低的材料成本和柔性钙钛矿电池可分为n-i-p和p-i-n两种器件结构，其中制备成本，被视为可能替代硅太阳能电池的新一代太阳能电池。n-i-p结构是指电子传输层/钙钛矿层/空穴传输层的器件结构，钙钛矿材料在太阳能电池中有出众的性能表现，与其结而p-i-n结构是指空穴传输层/钙钛矿层/电子传输层的器件结[2]构是密切相关的，其晶体结构如图1所示。应用于太阳能电构，如图2所示。下面将分别介

6、绍这两类柔性钙钛矿电池器件。池中的有机无机杂化型钙钛矿材料的结构通式为AMX3，A为(a)MA+、FA+等有机阳离子，M为Pb2+、Sn2+等金属阳离子，XeVGold--AD为I、Cl等卤素阴离子。通过调控A、M、X三类离子的不Spiro-OMeTAD-4.0同组成，能够实现对于材料能级的连续调控，并且可以影响Perovskite-4.5得到的钙钛矿材料的成膜性和载流子迁移距离。AMX3型有机ss-ILITOspiro-OMeTAu[3]ITO-5.0ss-ILperovskite无机杂化型钙钛矿材料具有合适的能带宽度约1.55eV；高PET吸光系数，在550nm处的吸光系

7、数为1.5×104cm-1；高载流-5.52-1-1子迁移率达到10cmVs，并且有双重传输特性；长载流子扩散长度，可以达到100～1000nm；较低的激子结合能(b)---1.8ee-[4]e10～50meV，远低于有机太阳能电池（>100meV）。以上-3.92-3.36这些特殊的性质，使得钙钛矿材料成为制备太阳能电池的一-3.93-4.4种理想材料，并引发了当前的研究热潮。随着钙钛矿太阳能Agx3Bis-CITONiOPbI3PbBr60Ag603电池性能的提升，对于它的研究也更加的多样化，比如提