钙钛矿材料太阳电池发展的关键问题
钙钛矿太阳能电池迟滞效应的原因
钙钛矿太阳能电池迟滞效应的原因钙钛矿太阳能电池是一种新兴的高效能光电材料，具有优良的光电转换性能和较高的稳定性，因此在光电器件领域受到广泛的关注。
然而，钙钛矿太阳能电池在实际应用中存在一个重要的问题，即迟滞效应。
迟滞效应指的是钙钛矿太阳能电池在从开路电压状态（OCV）转换到短路电流状态（ISC）时的延迟过程，导致太阳能电池的效率降低。
迟滞效应的原因可以从电荷载体流动和界面反应两个方面来解释。
首先，电荷载体流动方面。
在钙钛矿太阳能电池中，光生电子和空穴的分离和传输是电池正常工作的关键。
通过光照，光子激发了钙钛矿中的电子和空穴，然后电子通过导电材料向外流动，空穴则通过电解质向导电材料传输。
然而，由于钙钛矿材料的特殊结构和能带设计，电子在材料中的运动受到一定程度的限制。
一方面，材料中存在能级密度的不均匀分布，这导致电子在空间中存在陷阱和界面。
电子在这些能级和界面上会有一定的停留时间，从而延迟了电子的流动速度，间接影响了电池的响应速度；另一方面，电子在材料中的移动速率较低，这也增加了电子流动的迟滞过程。
其次，界面反应方面。
钙钛矿太阳能电池由多个界面组成，包括光电活性层与导电材料之间的界面、导电材料与电解质之间的界面等。
这些界面之间的电子传输和离子传输受到陷阱、缺陷、界面能级等因素的影响。
钙钛矿太阳能电池界面的性态和能级分布会影响电子的传输速度和反应速率。
特别是在电池工作的过程中，界面上的能级分布可能发生变化，导致电子传输和离子传输受到不稳定因素的干扰，从而引起迟滞效应。
此外，钙钛矿太阳能电池中还存在包括电子子丢失、缺陷态的形成和扩散等因素。
这些因素进一步加剧了太阳能电池的迟滞现象。
为了减少钙钛矿太阳能电池中的迟滞效应，科研人员提出了一些解决方案。
例如，优化结构设计、改善材料特性、调控界面能级等措施，可以有效地降低迟滞效应。
此外，合理调配光生载流子的传输路径和界面材料特性，也可以改善电池的响应速度和效率。
钙钛矿太阳能电池研究进展
钙钛矿太阳能电池研究进展一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术，近年来受到了广泛关注。
钙钛矿材料因其独特的光电性质和可调带隙结构，在太阳能电池领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在全面综述钙钛矿太阳能电池的研究进展，从材料设计、电池结构、制备工艺到性能优化等方面进行深入探讨。
我们将首先回顾钙钛矿太阳能电池的发展历程，然后重点介绍其基本原理、关键材料和最新研究成果。
本文还将讨论钙钛矿太阳能电池当前面临的挑战，如稳定性、可重复性和大面积制备等问题，并展望未来的发展方向。
通过本文的综述，我们期望能为读者提供一个全面而深入的了解钙钛矿太阳能电池的研究进展和前景的视角。
二、钙钛矿太阳能电池的发展历程钙钛矿太阳能电池的发展历程可以追溯到21世纪初。
在2009年，日本科学家Miyasaka首次将钙钛矿材料应用于染料敏化太阳能电池中，实现了约8%的光电转换效率，这一开创性的研究为钙钛矿太阳能电池的发展奠定了基础。
然而，初期的钙钛矿太阳能电池效率较低，稳定性差，难以应用于实际生产中。
随后，科研人员通过不断改进材料组成、优化电池结构、提高制备工艺等方法，逐步提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
2012年，韩国科学家Park和Grätzel等人成功制备出了光电转换效率超过9%的钙钛矿太阳能电池，这一突破性的成果引起了全球科研人员的广泛关注。
进入21世纪10年代后期，钙钛矿太阳能电池的研究进入了快速发展阶段。
科研人员通过深入研究钙钛矿材料的物理化学性质、界面工程、载流子传输机制等方面，不断优化电池性能。
随着制备技术的不断进步，钙钛矿太阳能电池的尺寸逐渐增大，从最初的微米级发展到厘米级，甚至更大面积的柔性电池，使得钙钛矿太阳能电池在商业化应用中展现出巨大的潜力。
目前，钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经超过25%，并且在大面积模块制备、稳定性提升等方面也取得了显著进展。
分析新型钙钛矿太阳能电池研究进展及面临的问题
分析新型钙钛矿太阳能电池研究进展及面临的问题摘要：新型钙钛矿太阳能电池是一种新型清洁可再生能源，将其应用到实际生活中充分满足了社会节能、低碳、环保的发展要求。
为此，文章在阐述新型钙钛矿太阳能电池基本构造的基础上，分析当前新型钙钛矿太阳能电池的研究进展和研究存在问题，并从提升新型钙钛矿太阳能电池转换效率、增强新型钙钛矿太阳能电池稳定性、降低新型钙钛矿太阳能电池污染性几个方面就其未来发展优化进行展望。
关键词；新型钙钛矿太阳能电池；构造；节能环保；发展展望新型钙钛矿太阳能电池的出现弥补了第三代太阳能电池开发成本高、稳定性差、使用效率低的问题，同时，从实际加工生产上来看，新型钙钛矿太阳能电池的加工原材料丰富、制作流程简单、转换效率高。
从产生到发展至今，新型钙钛矿太阳能电池拥有十一年的发展历史（2009年最早出现在日本），是一种有望替代化石燃料的清洁能源。
为此，文章结合新型钙钛矿太阳能电池的研究发展现状就如何优化新型钙钛矿太阳能电池的生产研发进行探究。
1.新型钙钛矿太阳能电池工作原理和基本结构新型钙钛矿太阳能电池在使用的时候太阳光会照射到吸光层上，能量超过吸收层禁带宽度的光子会将钙钛矿层中的价电子激发到导带上，并在价带位置下留下空穴。
由于钙钛矿材料激子束缚能的减少，在室内温度环境下能够分离出自由载流子。
新型钙钛矿太阳能电池是经过长时间的发展出现了多种期间结构，基本上可以分为介观结构、平面异质结构。
介质结构最早被人们应用在染料敏化的太阳能电池上，后来在先进工艺的发展支持下逐渐发展衍变为钙钛矿太阳能电池。
平面异质结构钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿层Wannier-Molt型激子在光照下分离，由此会产生电子和空穴。
自由电子在被激发到钙钛矿导上的时候，自由电子会和空穴结合在一起。
1.新型钙钛矿太阳能电池研究进展新型钙钛矿太阳能电池是一种复合型吸光材料，在使用的过程中会和电子、空穴传输融合在一起，最终形成一个新型太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池存在的问题
钙钛矿太阳能电池存在的问题钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池，具有高效、低成本、环保等优点，因此备受关注。
但是，这种电池也存在一些问题，下面就来详细介绍一下。
首先，钙钛矿太阳能电池的稳定性问题。
由于钙钛矿太阳能电池的材料结构较为复杂，其中含有大量的有机物质，这些物质容易受到光照和湿度等环境因素的影响，从而导致电池性能的降低和寿命的缩短。
因此，在实际应用中，需要对钙钛矿太阳能电池进行更加严格的环境控制，以确保其稳定性和可靠性。
其次，钙钛矿太阳能电池的毒性问题。
钙钛矿太阳能电池中常用的钙钛矿材料是一种含铅化合物，铅是一种有毒物质，在制造和使用过程中可能会对环境和人体健康造成潜在的危害。
因此，在推广和应用钙钛矿太阳能电池时，需要采取相应的安全措施，确保其不会对环境和人体造成不利影响。
再次，钙钛矿太阳能电池的工艺问题。
目前，钙钛矿太阳能电池的制备工艺仍然比较复杂，需要使用高温高压等条件进行制备，成本较高。
此外，在生产过程中还需要严格控制材料的质量和纯度，否则会对电池性能产生影响。
因此，在推广和应用钙钛矿太阳能电池时，需要进一步提高其制备工艺的可行性和稳定性。
最后，钙钛矿太阳能电池的效率问题。
尽管钙钛矿太阳能电池具有高效、低成本等优点，但其效率仍然较低，尤其在光照弱的情况下效率更低。
因此，在实际应用中需要采取一些措施来提高其效率，例如采用多层结构、引入新型材料等方法来改善其光电转换效率。
综上所述，钙钛矿太阳能电池虽然具有许多优点，但在实际应用中仍然存在一些问题，需要进一步加以解决和改进。
相信随着技术的不断发展和进步，这些问题最终都能得到有效解决，为太阳能产业的发展带来更多的机遇和挑战。
钙钛矿材料在太阳能电池中的应用探索
钙钛矿材料在太阳能电池中的应用探索近年来，随着能源危机的日益严峻，绿色环保能源的研究成为全球科学界的热点。
太阳能电池作为可再生能源的代表之一，具有无污染、可再生、永不枯竭等优势，因此备受研究者的关注与重视。
然而，传统太阳能电池在性能和成本等方面仍存在一些限制。
而钙钛矿材料的出现，为太阳能电池的发展带来了新的希望。
本文将探讨钙钛矿材料在太阳能电池中的应用，并对其未来的发展前景进行展望。
一、钙钛矿材料的特性及优势钙钛矿材料是一类晶体结构特殊的无机化合物，化学式为ABX3，其中A可以是钙、铅等离子，B是过渡金属离子，X则是卤素离子。
钙钛矿材料具有较高的光吸收系数、较长的扩散长度、优异的载流子迁移性能、低的制备成本等特点，使其在太阳能电池领域具备巨大的应用潜力。
二、钙钛矿材料在太阳能电池中的应用1. 汞镉碲钙钛矿太阳能电池汞镉碲钙钛矿太阳能电池是目前应用最广泛的钙钛矿太阳能电池之一。
该种太阳能电池以汞镉碲为硫化态吸收材料，通过辅助材料和工艺的优化，其光电转化效率可达到20%以上。
此外，汞镉碲钙钛矿太阳能电池对光的吸收范围广，光电转化效率较高，且在制备过程中使用的棒喷蒸发法制作较为简单，有望实现大规模商业化生产。
2. 钙钛矿钙钛矿太阳能电池钙钛矿钙钛矿太阳能电池是近年来备受关注的新型太阳能电池。
与汞镉碲钙钛矿太阳能电池不同，钙钛矿钙钛矿太阳能电池材料不含稀缺的稀土元素，可实现更加可持续和环保的能源利用。
由于其原料成本低、光电转化效率高、制备工艺简单等优势，钙钛矿钙钛矿太阳能电池被视为下一代太阳能电池的候选之一。
三、钙钛矿材料在太阳能电池中的挑战尽管钙钛矿材料在太阳能电池中展现出巨大的潜力，但其应用仍面临许多挑战。
首先，钙钛矿材料的稳定性较差，容易受潮、退化，影响光电转化效率的稳定性。
其次，钙钛矿材料制备工艺相对复杂，导致生产成本较高，限制了其规模化应用。
此外，钙钛矿太阳能电池的长期稳定性和可靠性等问题也亟需解决。
钙钛矿太阳能电池 需要解决的科学问题
钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，具有高效转换太阳能为电能的潜力。
然而，目前钙钛矿太阳能电池还存在一些科学问题需要解决，包括以下几个方面：
1. 稳定性问题：钙钛矿太阳能电池在长时间使用过程中容易发生退化和失效，主要是由于钙钛矿材料的不稳定性导致的。
因此，科学家们需要找到稳定的钙钛矿材料，以提高电池的长期稳定性。
2. 寿命问题：钙钛矿太阳能电池的寿命相对较短，通常只能维持几年到十几年的时间。
这主要是由于钙钛矿材料容易受到湿度、温度和光照等环境因素的影响，导致电池性能下降。
因此，科学家们需要改进钙钛矿材料的稳定性，以延长电池的使用寿命。
3. 成本问题：目前，钙钛矿太阳能电池的制造成本相对较高，主要是由于材料的制备和工艺的复杂性所致。
科学家们需要寻找更便宜、更简单的制备方法，以降低钙钛矿太阳能电池的成本，使其更具商业化应用的可行性。
4. 环境友好性问题：钙钛矿太阳能电池中常使用的铅等材料对环境有一定的污染风险。
科学家们需要寻找更环保的替代
材料，以减少对环境的影响。
总之，钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的太阳能电池技术，还需要在稳定性、寿命、成本和环境友好性等方面进行进一步的研究和改进，以实现其在实际应用中的广泛推广和应用。
钙钛矿太阳能电池氧化锡问题
钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）是一种新型的光伏技术，因其高效率和低成本的潜力而受到广泛关注。
然而，钙钛矿太阳能电池的稳定性和寿命仍然是商业化的主要障碍之一。
氧化锡（SnOx）在钙钛矿太阳能电池中通常作为电子传输层（ETL）材料，但由于其易氧化性和与钙钛矿层界面处的缺陷，会导致电池性能的下降。
氧化锡问题主要表现在以下几个方面：1. **界面缺陷**：氧化锡在与钙钛矿层接触的界面处容易形成氧空位、表面羟基和不饱和悬挂键等缺陷。
这些缺陷可以作为非辐射复合中心，捕获光生载流子，导致开路电压（VOC）和填充因子（FF）的损失。
2. **载流子传输效率降低**：界面缺陷会阻碍电子从钙钛矿层到氧化锡层的有效传输，降低电池的导电性和载流子提取效率。
3. **稳定性问题**：氧化锡的易氧化性会导致其与钙钛矿层发生反应，引起钙钛矿的分解和相变，从而降低器件的长期稳定性。
为了解决这些问题，研究者们采取了多种策略：- **界面钝化**：通过在氧化锡表面引入钝化剂，如有机分子、羧酸钾盐等，可以减少界面缺陷，提高氧化锡的稳定性，并改善其与钙钛矿层的界面匹配。
- **掺杂策略**：在氧化锡中掺杂其他元素，如锡（Sn）或铅（Pb），可以改善其电子迁移率和能带结构，减少缺陷密度，提高电池的性能。
- **原位生长**：通过原位生长技术，如原子层沉积（ALD），可以在氧化锡层中引入臭氧等物质，以改善其阻挡性能，减少气体和溶剂的渗透，提高电池的稳定性。
- **材料优化**：开发新的电子传输层材料，如氧化镍（NiOx）、氧化锗（GeOx）等，这些材料具有更好的稳定性和电子传输性能。
通过这些策略，研究者们正在努力提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性，以实现其商业化的目标。
然而，这些解决方案仍然需要进一步的研究和优化，以确保钙钛矿太阳能电池的长期稳定性和高效率。
钙钛矿界面复合问题
钙钛矿界面复合问题一、引言钙钛矿材料因其独特的光电性能在太阳能电池、LED等光电器件领域具有广泛的应用前景。
然而，钙钛矿界面复合问题一直是限制其性能提升的关键因素之一。
本文将从界面电荷传输、界面结构特性、界面缺陷、界面复合动力学和界面电荷转移等方面对钙钛矿界面复合问题进行深入探讨。
二、界面电荷传输界面电荷传输是钙钛矿太阳能电池等器件中光生电子-空穴对分离和传输的关键过程。
研究表明，钙钛矿材料与电极之间的界面接触会影响电荷的传输效率。
通过优化钙钛矿与电极之间的界面结构，提高界面电荷传输效率，可以有效提高器件性能。
三、界面结构特性界面结构特性对钙钛矿材料的光电性能有着重要影响。
研究发现在钙钛矿/电极界面上存在的界面能级结构会引入界面复合过程，降低器件性能。
通过深入研究界面结构特性，可以揭示其与界面复合问题的内在联系，为优化钙钛矿器件性能提供理论指导。
四、界面缺陷界面缺陷是导致钙钛矿材料性能下降的主要原因之一。
在钙钛矿/电极界面上，往往存在大量的缺陷态，这些缺陷态会捕获光生电子-空穴对，导致界面复合过程的增加。
通过研究界面缺陷的形成机制及其对器件性能的影响，可以提出有效的界面修饰方法，降低界面复合速率，提高器件稳定性。
五、界面复合动力学界面复合动力学是描述光生电子-空穴对在界面上的复合过程的重要手段。
通过对界面复合动力学的深入研究，可以揭示不同温度、光照强度等条件下界面复合过程的速率变化规律，为优化钙钛矿器件的工作条件提供理论依据。
同时，还可以通过对比不同钙钛矿材料之间的界面复合动力学差异，为新材料的研发提供指导。
六、界面电荷转移在钙钛矿太阳能电池等器件中，光生电子-空穴对的分离和转移是决定器件性能的关键环节。
在钙钛矿/电极界面上，光生电子-空穴对通过电荷转移过程从钙钛矿层转移到电极层，实现电荷的收集和传输。
研究界面电荷转移过程有助于深入理解钙钛矿器件的工作机制，为优化器件性能提供新的思路。
七、结论本文从界面电荷传输、界面结构特性、界面缺陷、界面复合动力学和界面电荷转移等方面对钙钛矿界面复合问题进行了深入探讨。
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12058_________________________________、色______^^______#____________________2016 年第 12 期（47)卷文章编号：1001-9731 (016) 12-12058-06钙钛矿材料太阳电池发展的关键问题~柯小龙，王小平，王丽军，宁仁敏，陈海将，宋明丽，廉吉庆(上海理工大学理学院，上海200093)摘要：钙钛矿太阳能电池凭借制造成本低、效率高等显著优点迅速成为近些年全球太阳能电池领域的研究热 点。
然而，钙钛矿太阳电池在高效电池器件的稳定性、重现性以及性能评估等多方面存在较多的问题，另一个严 重限制其今后研究发展的因素是如何制备出连续、致密高质量的铅卤钙钛矿薄膜层。
本文简单介绍了有机-无机 杂化钙钛矿的结构和性能，综述了基于此类材料的太阳能电池的研究进展，介绍了其工作机理并总结了影响钙钛 矿太阳电池性能的关键问题，指出了进一步提高钙钛矿太阳电池性能的努力方向，并展望了钙钛矿太阳电池的发 展前景。
关键词：钙钛矿；太阳能电池；稳定性；铅卤钙钛矿薄膜层 中图分类号：0649文献标识码：A0引言目前，有一种基于有机无机杂化钙钛矿（perovs -k it e P V K )半导体材料的太阳电池，转换效率经过5 年多的发展从2009年的3. 8%[1]迅速攀升到 19.3%[4]，其效率进步之快令人惊叹。
钙钛矿太阳电 池相较于传统硅电池更便宜、更易生产，《科学》将之评为2013年十大科学突破之一[]。
随着工艺的发展和 成熟，钙钛矿太阳电池有望超过硅电池的光电转化效 率，其应用前景十分广阔。
2009 年，钙钛矿层（CH 3NH 3PbI3 和 CH 3NH 3Pb - B r )首次被当做吸光层应用于染料敏化太阳能电池，其光电转换效率为3.8%[1]，经过大幅改进，使转换效 率提升了一倍。
但该电池的缺陷非常明显，钙钛矿中 的金属卤化物结构易被电池的液体电解质破坏，直接 导致电池稳定性差，寿命短。
2012年，G n t z e l 将固态的空穴传输材料（hole transport materials ，H T M )引入太阳能电池，使电池 效率迅速提高到了 10%，也一定程度上缓解了之前电 池很不稳定的难题，这种材料的引入使钙钛矿电池比 以前用液体电解质时更易封装。
人们为了提高钙钛矿太阳电池的光电转换效率，不断地改善钙钛矿材料的形貌和结构等。
2012年，S n i h 用A l 〇3替代T i 〇2，将钙钛矿电池的转换效率 提高到10.9%[3]，研究者普遍认为钙钛矿在电池中不 仅充当了吸光层，也承担了传输电荷的半导体材料角 色。
2 014年，Y a n g 等[4 ]通过对钙钛矿结构层的改进，挑选了更适合传输电荷的材料，其制备的电池转换效*基金项目：上海市教委重点创新资助项目（14ZZ 137)收到初稿日期：2015-10-28 收到修改稿日期 ina 64 @ aliyun . com作者简介：柯小龙（1989 —），男，湖北黄冈人，在读硕士，师承王小平教授，从事固体薄膜材料研究。
D 0I :10.3969/j .issn . 1001-9731.2016.12.009率最高可达19.3.跃成为该领域之最。
截止目前，钙钛矿太阳电池最高光电转换效率已经超过20%[5]。
本文主要介绍钙钛矿太阳能电池的结构、工作原 理和最新进展，重点介绍了近期该领域的一些创新性 工作，并集中讨论了钙钛矿太阳能电池存在的几个关 键性问题和相关的研究进展，包括光阳极膜的制备， 电荷传输层性能及其对高效率器件的重要性，空穴传 输层的设计及其对电池稳定性的影响等。
1钙钛矿太阳电池工作原理及结构1.1钙钛矿太阳电池的基本原理钙钛矿太阳电池的工作原理如图1所示[]。
钙钛 矿吸收光子后产生空穴-电子对，由于该材料较大的介 电常数，激子束缚能较小，室温下即可解离[7]，随后电 子注入到T i 〇2的导带，空穴至H T M 的价带，并被透 明导电电极（fluorine doped tin oxide ，F T O )和金属电 极收集，如器件外接有线路，即可产生循环电流。
图1钙钛矿太阳电池工作原理示意图Fig 1 Perovskite solar battery working principle dia gram柯小龙等：钙钛矿材料太阳电池发展的关键问题1.2钙钛矿太阳电池基本结构目前，人们对于钙钛矿太阳能电池的研究主要集中在如图2所示的两种结构。
第一种是由染料敏化太 阳电池演化而来，基于多孔型结构的介观太阳电池。
钙钛矿材料作为光敏化剂覆盖在多孔结构的T i〇2上，结构为FT O/T i〇2致密层/钙钛矿敏化的多孔Ti(〕2层/空穴传输层/金属电极。
第二种是基于平面异质结 结构的薄膜型太阳电池，该结构中，钙钛矿既是光吸收12059层又是电子和空穴的传输层。
1.2.1多孔型结构的介观太阳电池在钙钛矿太阳电池研究的初期，器件采用的是类似液态染料敏化太阳电池的多孔结构。
2012年之后，用于固态染料敏化太阳电池的空穴传输材料spiro-M eO TA D被引入钙钛矿太阳电池取代电解液，使得器 件完全固体化，如图2(a)。
图2各种结构的钙钛矿太阳电池Fig 2 Various structure 1.2.2平面异质结结构为简化器件结构和制备工艺，研究者提出了平面异质结结构的钙钛矿太阳电池。
在透明电极上制备T i〇2/ZnO层，使之与后续制备的CH3NH3Pbl3形成 平面异质结，如图2(b)。
T i〇2/ZnO作为电子传输层，CH3NH3PbI3作为光吸收层兼空穴传输层[8]。
起初这 种平面异质结电池效率并不高，但是这种平面异质结结构不再需要多孔金属氧化物骨架，简化了电池制备工艺。
孟庆波组报道的无空穴传输层平面异质结结构[]，见图3。
该器件简单地包含了T i〇2/CH3N H3 Pbl3/A u各层，具有10.49 %的最高效率，二极管理论 分析表明该器件是典型的异质结结构太阳电池。
图3无空穴传输层结构钙钛矿太阳电池Fig 3 Scheme of hole-conductor-free perovskite heterojunction thin-film solar cells基于异质结电池器件的基础，研究人员设计出倒置结构的有机太阳能钙钛矿电池，如图2()。
PCBM (富勒烯的衍生物）具有良好的电子传输性能，PEDOT :P S S(—种高分子聚合物水溶液）作为空穴传输材料。
有机太阳电池倒置设计在一定程度上提高了电池 器件的光电转换效率、稳定性和工作寿命[0]。
1.2.3其它结构除了以上所述两种主要结构外，还有其它若干种 变形结构，较典型的有：()韩宏伟组报道的基于碳电极的全印刷式无空 穴传输层结构[1]，相较于经典的多孔结构，这种结构of perovskite solar cell仍采用二氧化钛致密层作为电子传输层，但是二氧化 锆取代多孔二氧化钛做骨架，碳材料取代较为昂贵的金或银做电极，没有专门独立的空穴传输层，其效率可 达12.8%，寿命超过1000h。
这种结构在实现廉价且 大面积、高效稳定的钙钛矿太阳电池应用方面极具潜力。
()刘殿义组最近报道了一种“无电子传输层的平面异质结结构”钙钛矿太阳电池[2]，最高效率可达13.5%。
之前研究表明钙钛矿本身更倾向于是p型半 导体，所以钙钛矿太阳电池可以没有空穴传输层，但没 有电子传输层则效率会很低，而此种无电子传输层的钙钛矿太阳电池竟有如此高的光电转换效率。
由于目 前有关该结构的钙钛矿太阳电池的报道较少，学术界 对这种结构仍然存在争议，主要是因为F T O玻璃的带 隙和钙钛矿的能带不匹配，以及电子和空穴的严重复合，所以必须有致密层即电子阻挡层的存在。
2钙钛矿材料太阳电池发展的关键问题2.1光阳极膜钙钛矿太阳电池常用Ti(:)2/ZnO作光阳极。
按结 构分，光阳极膜可分为多孔结构、绝缘支架架构以及平 面结构等。
多孔结构的光阳极膜包含致密层和多孔层，致密层主要起分隔F T O与空穴传输层的作用，多 孔层可以负载更多的钙钛矿纳米颗粒形成连续的薄膜。
K im等[13]在0.6 p m厚的多孔TiO2(025nm)薄 膜表面旋涂CH3NH3PW3作为吸光剂，使用Spiro-M eO TA D作为固态空穴传输材料，制出电池转换效率 为9.7%。
L E E等[]仅用绝缘多孔AI2O3支架代替n 型多孔半导体氧化物，制成的电池光电转化效率最高至10.9%，此电池的优点是采用的A1〇3支架能够避 免电池电压迅速下降。
此外，纳米多孔Zr〇2也表现出12060不错的光电性能。
K im等[14]将CH3NH3PbI3旋涂在 Zr〇2多孔层上制得将近0.9V的开路电压。
随后Bi 等[15]在多孔Zr(〕2支架层上制备了光电转换效率达10.8%的钙钛矿电池，开路电压达到1.07 V.L i u 等[16]在致密的T i(〕2衬底上通过气相共蒸发沉淀钙钛矿制备了平面异质结钙钛矿太阳电池，其光电转换效率高达15.4%.K e lly等[7]先在I T O上旋涂一层厚度25 n m的Z n O光阳极薄膜，之后通过两步溶液合成 法在Z n O薄膜表面制备了平面结构的柔性钙钛矿太阳电池，光电转化效率为10.2%，在此基础上，他们制 备出了效率达15.7%的电池。
Je o n等[18]在F T O衬底上旋涂钛酸二异丙醇二乙 酰丙酮酯的醇溶液，450 °C热解，获得60 n m厚的 T i(:)2致密层，组装的电池光电转换效率达12.4%。
Y e lla等[19]通过化学气相沉积法用T i C I的水溶 液制备金红石致密层，组装的F T(:)/n-T i〇2/C H3N H3 PbI3/spiro-OMeTAD/A u结构太阳电池，光电转换效 率为13.7%。
此外，D a e-Y o n g等[20]通过旋涂乙酸锌的乙醇溶液，150 C真空干燥，350 C热解得到Z n O种子层，再 利用Zn(N〇3)2和乌洛托品的水溶液在种子层上生长 Z n O纳米棒阵列，组装的太阳电池光电转换效率为11.13%。
2.2电荷传输层的影响2.2.1电子传输层电子传输材料能接受并传输电子载流子，具有较 高的电子亲和能和离子势。
该类材料可以与钙钛矿层 形成电子选择性接触，提高光生电子抽取效率，并阻挡 空穴向阴极方向迁移。
在钙钛矿太阳能电池中，电子 传输材料常用于制作介观框架，它可促进钙钛矿晶体的生长，并缩短光生电子从钙钛矿体内到n型半导体 间的迁移距离，有效的降低载流子的复合率。
鉴于钙 钛矿吸收材料的优异载流子传输性能，CH3N H3P b I 的电子和空穴迁移率均达到10 cm2/V •S量级[21]并 拥有大于100 n m的扩散长度（在CH3NH3P H3—i C l 中更高达1j u m)[2223]，最近出现不少无H T M的异质 结钙钛矿太阳能电池也取得高效率的报道[824]，而无 电子传输层能取得高转换率的相关报道却非常少。