有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的研究進(jìn)展

【摘要】：2009年CH3NH3PbI3太陽能電池問世,因其具備制備工藝相對(duì)簡單、光電轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn),引起了國內(nèi)外研究者極大的關(guān)注.近幾年,有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展迅速,光伏性能不斷得到提高.然而CH3NH3PbI3電池器件受鈣鈦礦材料本身禁帶寬度的限制,對(duì)太陽光的吸收光譜不夠?qū)?并且其重要組成部分的Pb元素,具有一定毒性.因此制備帶隙更窄、環(huán)境友好及化學(xué)穩(wěn)定性好的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池具有重要的應(yīng)用價(jià)值.本文評(píng)述了以尋找Pb的替代元素、提高入射光吸收效率、改善太陽能電池光伏性能為目標(biāo)所進(jìn)行的鈣鈦礦材料禁帶寬度調(diào)控方面的研究成果,比較了有機(jī)、無機(jī)空穴傳輸材料和無空穴傳輸材料鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能,討論了界面結(jié)構(gòu)在電子和空穴輸運(yùn)過程中的重要性.介紹了目前在CH3NH3Pb I3及類似有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料的原子結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)和禁帶寬度等理論研究方面的進(jìn)展,討論了常見計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)和需要注意的問題,為開展有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦的理論研究提供了思路.最后提出該領(lǐng)域目前存在的問題以及對(duì)未來的展望. 【作者單位】： 河北大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 河北省光電信息材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;Department
【關(guān)鍵詞】： 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦 太陽能電池 禁帶寬度 空穴傳輸層 界面 密度泛函理論
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61205180) 國家杰出青年科學(xué)基金(61125505) 中西部高校綜合實(shí)力提升工程 河北省首批青年拔尖人才支持計(jì)劃 河北大學(xué)優(yōu)秀青年基金(2012JQ01)資助
【分類號(hào)】：TM914.4
【正文快照】： 2009年,Miyasaka課題組[1]首次制備出CH3NH3Pb I3(甲胺鉛碘,簡稱MAPb I3)鈣鈦礦太陽能電池,其光電轉(zhuǎn)換效率為3.8%,引發(fā)了有機(jī)金屬鹵化物ABX3型鈣鈦礦固體太陽能電池的研究熱潮.最近,加利福尼亞大學(xué)的Yang課題組[2]制備的MAPb I3-xClx鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到19.3

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