薛浩

（黄河交通学院机电工程学院，河南 焦作454950）

1 钙钛矿太阳能电池的优点

太阳能高效率效率值对应的能隙大约为1.34 eV，而钙钛矿是1.5 eV，与这个数值十分接近。同样100个光子打进来，对于吸光层一样厚的不同材料，钙钛矿相比其他材料可以捕获更多的光子，这样电流会很大。当光子被钙钛矿捕获时，并不是直接就产生了分开的电子和空穴，而是会先产生一个激子，激子就是电子空穴对。对于一些激子结合能很高的材料，电子和空穴很难彼此分离，而不能轻易分离的电子空穴对会最终影响太阳能电池的最终效率。在真实的光照下，瞬间产生的激子以及激子产生的自由电子和空穴在材料内部的数量很惊人。它们很容易重新结合，而并不是按照设计跑向不同的传输层。对于钙钛矿材料而言，它的载流子寿命较长，这意味着相比于其它材料中电子空穴倾向于重新结合，钙钛矿产生的电子和空穴有更大的可能性跑向对的方向，最终转化为电流。

2 钙钛矿结构

钙钛矿晶体结构形式为ABX3。钙钛矿是一个大的原子或分子阳离子A（带正电荷）在一个立方体的中心。立方体的角落被原子B（也带正电荷的阳离子）占据，立方体的表面被一个更小的带负电荷的原子X（阴离子）占据。钙钛矿可以有一系列令人印象深刻的有趣的特性，包括超导性、巨磁电阻、自旋相关输运（自旋电子学）和催化特性。

3 钙钛矿存在的问题

3.1 钙钛矿目前存在的最大问题是长期不稳定

这已被证明是由于降解途径涉及外部因素，比如水、光和氧[1]，也由于内部不稳定性，比如加热降解，这是由于材料的性质[2]。……