钙钛矿：新一代太阳能电池的核心材料与结构探究

在追求高效、低成本和环保能源的今天，钙钛矿电池以其独特的光电性能和广泛的应用前景，逐渐成为了光伏领域的一颗璀璨新星。 
      钙钛矿太阳能电池是一种新型的光电材料，它是将无机半导体材料钙钛矿作为太阳电池的活性层，并用有机或无机功能薄膜作为背电极。在此基础上，将光电转换效率提升至25.7%以上。由于钙钛矿具有低成本、可柔性等优点，钙钛矿太阳能电池逐渐引起关注。

钙钛矿是一类由钙钛矿型化合物组成的无机材料，其化学结构由钙钛矿型的卤化铅和卤化物组成。在有机分子和金属卤化物形成的混合溶液中，铅离子可以与卤素离子形成稳定的配位化合物，当配位化合物和金属卤化物形成比例达到1:1时，会形成钙钛矿结构。
 

      钙钛矿材料具有优异的光电性能，包括光吸收能力强、电子迁移率高、带隙可调等。钙钛矿材料可以作为光电探测器、太阳能电池等光电器件的核心材料。
      目前，钙钛矿材料主要分为两大类：有机和无机。其中，有机材料主要是指含有卤素的有机化合物，无机材料包括铅卤化物、铅基钙钛矿材料、铅硫酸盐等。钙钛矿材料的发展过程中，经历了从无机到有机，再到无机-有机的过程。

      钙钛矿结构电池是一种新颖的太阳能电池，它结合了有机/无机两种不同类型的半导体材料。有机-无机杂化材料既具有有机材料的柔性，又具有无机材料的稳定性，同时还兼具二者的优点。钙钛矿结构电池是以钙钛矿为核心，采用有机或无机功能薄膜作为电子传输层、空穴传输层和电极，通过外部电路与电子受体相连接，其中钙钛矿材料作为活性层，有机或无机功能薄膜作为背电极。电池内部的电子传输层和空穴传输层都采用无机半导体材料。由于有机和无机功能薄膜具有不同的光电性能，因此在钙钛矿结构电池中两种功能薄膜分别具有不同的作用。因此，钙钛矿结构电池的光电转换效率由两部分组成：钙钛矿材料本身的光电转换效率和有机/无机功能薄膜的光电转换效率。