钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
钙钛矿:ABX3结构的化合物
钙钛矿最初是指钛酸钙(CaTiO3)这种矿物,后来将这种结构组成为ABX3的化合物一律称为钙钛矿结构化合物
A位离子通常是有机大分子或具有大离子半径的元素,如甲胺离子(MA+)、甲脒(FA+)或铯离子(Cs+)。
B位离子主要为IVA族金属元素离子,通常为二价铅离子(Pb2+)、锡离子(Sn2+)。
X位通离子常为卤素离子,主要为碘离子(I-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)等。
钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
工作原理
一般由透明导电基底、电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)、钙钛矿层及金属电极组成。
钙钛矿层吸光产生电子-空穴对,分别被传输层材料传输出去再被电极收集,形成电流。
结构,介孔结构、平面结构,规则结构、倒置结构
介孔结构VS平面结构,平面结构更为简单灵活,可低温制备,有利于大面积生产。
规则平面VS倒置平面,规则结构具有较高的开路电压和短路电流,以及更高的光电转化效率,倒置结构制备工艺简单、可低温成膜、无明显迟滞效应、光稳定性良好、适合制备叠层器件。
钙钛矿太阳能电池的优势
高效率
高光吸收系数
浅缺陷能级
载流子扩散长度长
带隙连续可调
低成本
材料成本低,来源丰富
可低温制备,低能耗
工艺简单实际发电量高
弱光性能好,发电时间长
用途广泛
轻量化
可制备柔性组件