有机无机杂化钙钛矿太阳能电池综述

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池综述

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells, PSCs）是一种新型的太

阳能电池，具有高效和低成本等优点，成为了近年来研究热点。该电池以珍珠石钙钛矿（CH3NH3PbI3）为典型例子，通过将有机和无机材料结合在一起，实现了高效的电荷转移

和收集。本文将综述有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的基本原理、研究进展、存在的问题

及未来发展方向。

1.基本原理

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的基本结构由五部分组成：透明导电玻璃（FTO）、紫外光敏化剂（TiO2）、钙钛矿敏化剂（CH3NH3PbI3）、有机材料（如聚3,4-乙烯二氧噻吩，PEDOT:PSS）和对电极（如金属氧化物）。当太阳光照射到钙钛矿敏化剂上时，它会吸收光子，并将光能转化为电子-空穴对（exciton）并分离。电子被输送到电极，而空穴被输送

到接触材料。最终，电子和空穴会重新结合，在此过程中释放出能量，从而产生电流。

2.研究进展

尽管有机无机杂化钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池，但研究已有数十年的

历史。最近几年，由于其高效、低成本和易制备等特性，研究和开发工作得到了迅猛发展。目前，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经从不到10%提高至超过25%，并且仍有潜力进一步提高。

（1）材料选择：钙钛矿敏化剂的选择对电池的性能有着重要影响。同时，导电玻璃、光敏剂及电极材料的优化也可以提高光电转换效率。

（2）器件结构：随着对器件结构的研究深入，齐次器件、mesoporous结构等不同形式的PSCs被逐渐发展。此外，采用双结构或Tandem结构也可以提高电池的效率。

（3）稳定性：一直以来，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的稳定性一直是一个需要解决的问题。最近的研究表明，稳定化处理和控制电池中的氧气和水分子可以显著提高PSCs 的稳定性。

3.存在问题

然而，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池仍然存在一些问题，其中一个主要问题是稳定

性问题。此外，PSCs的工艺流程比较复杂，需要进一步简化并工业化。此外，PSCs在大规模生产时成本仍然比其他太阳能技术略高，如何降低成本也需要进一步研究。

4.未来发展方向

未来的发展方向是提高稳定性、降低成本、简化工艺流程，并在大规模应用中具有可

行性和经济性。此外，近期的研究表明，使用与传统硅太阳能电池相似的背部电极结构可

以提高PSCs的稳定性和效率。因此，未来的研究将更多关注晶体的稳定性和器件结构的优化，以推动PSCs的实际应用。

结论

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池，具有高效和低成本等优势。虽然目前还存在一些问题，如稳定性和成本等问题，但随着对材料、器件结构和稳定化技

术的进一步研究，PSCs有望在未来成为一种具有应用潜力的太阳能电池。