有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池的研究进展

【摘要】：2009年CH3NH3PbI3太阳能电池问世,因其具备制备工艺相对简单、光电转换率高等优点,引起了国内外研究者极大的关注.近几年,有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池发展迅速,光伏性能不断得到提高.然而CH3NH3PbI3电池器件受钙钛矿材料本身禁带宽度的限制,对太阳光的吸收光谱不够宽,并且其重要组成部分的Pb元素,具有一定毒性.因此制备带隙更窄、环境友好及化学稳定性好的有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池具有重要的应用价值.本文评述了以寻找Pb的替代元素、提高入射光吸收效率、改善太阳能电池光伏性能为目标所进行的钙钛矿材料禁带宽度调控方面的研究成果,比较了有机、无机空穴传输材料和无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池的光伏性能,讨论了界面结构在电子和空穴输运过程中的重要性.介绍了目前在CH3NH3Pb I3及类似有机金属卤化物钙钛矿材料的原子结构、能带结构和禁带宽度等理论研究方面的进展,讨论了常见计算方法的优缺点和需要注意的问题,为开展有机金属卤化物钙钛矿的理论研究提供了思路.最后提出该领域目前存在的问题以及对未来的展望. 【作者单位】： 河北大学物理科学与技术学院 河北省光电信息材料重点实验室;Department
【关键词】： 有机金属卤化物钙钛矿 太阳能电池 禁带宽度 空穴传输层 界面 密度泛函理论
【基金】：国家自然科学基金(61205180) 国家杰出青年科学基金(61125505) 中西部高校综合实力提升工程 河北省首批青年拔尖人才支持计划 河北大学优秀青年基金(2012JQ01)资助
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 2009年,Miyasaka课题组[1]首次制备出CH3NH3Pb I3(甲胺铅碘,简称MAPb I3)钙钛矿太阳能电池,其光电转换效率为3.8%,引发了有机金属卤化物ABX3型钙钛矿固体太阳能电池的研究热潮.最近,加利福尼亚大学的Yang课题组[2]制备的MAPb I3-xClx钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已达到19.3

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