摘要：
今日收获：钙钛矿结构种类
钙钛矿太阳能电池，以其高转化、低成本步入世人的眼帘。其独特的晶体结构与光电性能，预示着下一代太阳能电池热潮即将涌动。钙钛矿太阳能电池的结构设计，是这一技术领域的核心所在。不仅展现了科研人员对光电转换机制不断突破，也为未来通过结构优化提高钙钛矿性能提供可能性。
单节钙钛矿 太阳能电池结构
钙钛矿太阳能电池：主要由电子传输层（ETL）、钙钛矿吸光层、空穴传输层（HTL）以及电极组成。钙钛矿太阳能电池结构可以分为正式结构（n-i-p）和反式结构（p-i-n）两种类型，其中n代表电子传输层（ETL），i代表钙钛矿吸光层，p代表空穴传输层（HTL）。
钙钛矿太阳能电池分为介孔结构和平面结构。
图片来源：众能光电
单节反式结构钙钛矿电池实验制备
介孔结构：介孔结构PSCs中的钙钛矿材料是作为光敏化剂覆盖在多孔TiO2上，采用正置异质结结构，即导电电极/TiO2致密层/多孔TiO2层/空穴传输层/金属电极。
图片来源：众能光电
介孔结构
平面结构：平面异质型薄膜太阳能电池中，钙钛矿既是光吸收层，又是电子和空穴的传输层。与多孔型介观太阳能电池相比，这一结构不需多孔金属氧化物骨架，因此简化了电池的制备工艺。
正式（n-i-p）：
导电玻璃：其在可见光波段的透光率高达80-90%、导电能力强、功函数合适。
透明导电薄膜：通常是氟掺杂的氧化锡（FTO）或铟掺杂的氧化锡（ITO），用于收集光生电流。
电子传输层：一般为TiO2、ZrO2或其他金属化合物，主要起收集与传输电子和阻挡空穴的作用，其厚度可以对电池性能产生重要影响。
钙钛矿层：光吸收层，吸收光并产生电子空穴对，通常为有机金属卤化物。
空穴传输层：通常由有机材料（如spiro-OmetaD）或无机材料（如CuSCN）组成，用于传输空穴并阻挡电子。
电极金属：导电金属组成，用于收集空穴传输层传输过来的空穴。
图片来源：众能光电
正式结构
图片来源：众能光电 反式结构
反式（p-i-n）：与正式n-i-p平面结构相反，光入射到透明电极后首先进入空穴传输层。电子传输层和空穴选择接触层的位置对调，其余位置无变化。
反式 优势
光电转换效率提高：精妙在于重构空穴与电子传输层序，极限压缩界面复合损耗，光电转换效率跃升至26%，打破传统正式布局效能局限。
稳定性增强：倒置结构阳极材料不易受到氧化，可以减少阳极部分的降解。有效隔绝湿气和氧气对钙钛矿层的侵蚀，延长电池使用寿命至万小时以上，是正置结构的数倍。
目前获悉西湖大学工学院王睿实验室主要针对反式钙钛矿电池研发出一种新分子——Py3，有望显著提升钙钛矿太阳能电池光电转化效率，并将其使用寿命延长约2倍。
实验测试显示，采用Py3分子作为空穴选择接触层的钙钛矿电池，光电转化效率显著提高至26.1%；此类钙钛矿电池器件运行寿命超1万小时。而在现阶段，钙钛矿电池的使用寿命约为3000小时。
虽然在产业化道路上还存在重重阻碍，但无论是光电转化效率、组件稳定性还是产业链布局都在朝着好的方向发展，相信在国家政策的正确引导下，通过整个行业工作者的坚持与努力，钙钛矿光伏产业化成功就在不远的明天！
