钙钛矿太阳电池进展

advs钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料,是 Gustav Rose 在 1839年发现,后来由俄罗斯矿物学家L. A. Perovski命名。钙钛矿材料结构式一般为ABX3,其中A和B是两种阳离子,X是阴离子。7年来,采用有机金属卤化物钙钛矿材料(如CH3NH3PbI3)作为吸光层的钙钛矿太阳电池发展迅猛,能量转化效率从3.8%提高到20%以上,有巨大商业化潜力。

国家纳米科学中心丁黎明小组是国内最早研究钙钛矿太阳电池的课题组之一,取得了一系列进展(Nanoscale, 2014, 6, 9935;J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 9063;Small, 2015, 11, 5528)。应编辑邀请,近期在Advanced Science上发表一篇钙钛矿太阳电池综述(Adv. Sci. 2016, DOI: 10.1002/advs.201500324)。该文阐述了钙钛矿材料的优异光电特性,详细描述了钙钛矿太阳电池结构的演变。钙钛矿太阳电池从最初的液态电解质染料敏化电池结构发展到固态介孔结构、p-i-n平面异质结结构、n-i-p平面异质结结构、无空穴传输层结构、无电子传输层结构。一系列新型钙钛矿太阳电池相继出现,如柔性电池、含碳电极电池、半透明电池、叠层电池、集成电池、单晶电池等。该文也介绍了钙钛矿太阳电池的应用,如光解水、光探测、可穿戴电源等。最后对钙钛矿太阳电池的未来发展做了展望。

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