基于静电喷射法制备钙钛矿太阳能电池及其性能优化(2)
日本研究者Miyasaka等[6]人于2009年4月提出了使用钙钛矿结构有机无机卤化物CH3NH3PbBr3和CH3NH3PbI3作为吸光材料，制成太阳能电池,转换效率分别为3.13%和3.81%。2014年初，韩国的科学技术研究所把转换效率提高到17.9%[7]。2014年5月，加州大学洛杉矶分校Yang Yang在Materials Research Society会议上报道，已将钙钛矿太阳能电池转换效率提升到19.3%[8]。相比于染料敏化电池23年间转换效率从7.9%提升到13%，钙钛矿太阳能电池的发展速度是无比迅速的。据研究，CH3NH3PbX3具有合适直接带隙、高吸收系数、优异载流子输运性能、高缺陷容忍度，十分适合作为光吸收材料。
2013年，Science将钙钛矿太阳能电池选为年度世界十大科技进步之一，并且认为这将是太阳能技术中一个重大突破，并预言2014年底转换效率达到20%以上。事实上也确实如此，当下钙钛矿太阳能电池转换效率已经达到20.1%[9]，并且还有很大进步空间。因此，钙钛矿太阳能电池具有很大的潜力，对于钙钛矿太阳能电池的研究具有很大的价值。
1.2 课题研究内容
1) 钙钛矿太阳能电池的原理
2）钙钛矿太阳能电池的制备
3）钙钛矿太阳能电池的性能测试及优化
1.3 课题研究方法
1）学习理论知识
2）阅读文献学习
3）实验制备各层薄膜并组装
4）测试电池样品性能
2 钙钛矿太阳能电池理论知识
2.1 钙钛矿太阳能电池基本原理
2.1.1 钙钛矿材料
“钙钛矿”一词来源于俄罗斯的地质学家的名字Perovski，指的是具有AMX3结构的化合物，晶胞结构如图[10]所示，MX6形成八面体结构，八面体中心为M原子，八面体顶角为X原子，以角共享的形式形成三文结构框架，A填充于三文结构框架的空隙中。A位置如果被有机物取代就会形成有机-无机杂化材料，通常A为烃氨化合物，M为锗分族、过渡金属或者稀土二价金属阳离子，X为卤素阴离子，而A的大小通常受到三文框架间隙大小的限制。