钙钛矿太阳能电池

一种包含钙钛矿结构化合物的太阳能电池
钙钛矿太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。[1]
2009年,日本的科学家小岛清(Kojima)等人制备了第一块钙钛矿太阳能电池。2013年,钙钛矿被Science期刊评为了年度十大科学突破之一。后来瑞士Grätzel课题组将电池效率首次提升至15%。2015年,韩国Seok领导的课题组经过对材料的比例进行优化,制备出了效率达20.1%的太阳能电池[2][6]2023年7月,中国科学技术大学徐集贤教授团队实现了26.1%的光电转换效率,是截止到2023年最高的单结钙钛矿太阳能电池认证效率。[2]
基于光生伏特效应的钙钛矿太阳能电池属于典型的三明治叠层结构。该结构由中间的钙钛矿吸光层,吸光层两侧的电子、空穴传输层与最外层两侧的电极组成。[3][4]钙钛矿太阳能电池可以分为介孔型、平面型、无电子传输层型、无空穴传输层型等。[7]
钙钛矿太阳能电池应用场景以光伏产业(BIPV、分布式电站和地面电站)和新能源汽车为主。[8]该电池未来的方向主要包括提高钙钛矿电池的寿命、降低成本,注重环境友好性,防止铅泄漏,提升大面积钙钛矿电池效率。[9]

历史沿革