隨著能源危機和環境污染的加劇，人們迫切需要可再生清潔能源
鈣鈦礦太陽能電池作為第三代新型清潔能源的代表，受到人們的極大關注
2009年Miyasaka等將CH3NH3PbX3 (X=Br, I)鈣鈦礦材料用于制備太陽能電池，使其光電轉化效率達到3.8%的 [1]
人們對鈣鈦礦太陽能電池進行了深入研究[2-9]
韓國化學技術研究所研制的單結電池，其光電效率達到24.2%
鈣鈦礦太陽能電池的效率，已經可媲美甚至超過晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池
同時，鈣鈦礦電池的成本較低且有可溶液成型的優勢
常規鈣鈦礦太陽能電池的工作原理，如圖1所示
入射的太陽光使帶隙適宜的鈣鈦礦材料發生電子躍遷產生激子，光生電子和空穴在鈣鈦礦材料本體中傳導輸運，分別移動至其與電子傳輸層(ETL)、空穴傳輸層(HTL)材料的界面處，在界面處電子和空穴分別注入到ETL和HTL中并相應地在ETL和HTL中完成擴散輸運，最后分別被導電玻璃FTO和對電極Au收集，經由外電路形成閉合回路
電子傳輸層(ETL)作為鈣鈦礦太陽能電池的重要組成部分，與鈣鈦礦吸光層密切接觸
前者的形貌直接影響后者的結晶狀態和二者之間的界面性能[5, 9]
電子傳輸層的導帶能級低于鈣鈦礦層的導帶能級，負責接收和傳輸來自鈣鈦礦層的光生電子，與電池內部界面處的電子提取、電子收集以及載流子復合等過程密切相關[10~12]
因此，對于鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能，電子傳輸層材料的類型和形貌至關重要
圖1
圖1鈣鈦礦太陽能電池的工作示意圖，其中ETL和HTL分別代表電子傳輸層和空穴傳輸層
Fig.1Schematic diagram of the perovskite solar cells, ETL and HTL denote the electron transfer layer and hole transfer layer, respectively
目前，鈣鈦礦太陽能電池大多使用效率較高的ZnO和TiO2作為電子傳輸層材料[13~16]
但是，ZnO的熱穩定性和化學穩定性較差，TiO2的光照穩定性不高且使電池出現嚴重的光電滯后
這些因素影響鈣鈦礦太陽能電池的穩定性，成為制約其商業化的瓶頸[17~19]
與ZnO和TiO2相比，SnO2具有較高的電子遷移率、較寬的帶隙、較高的透明性、化學穩定性和光照穩定性，而且沒有光電滯后，
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編輯：中冶有色網
來源：楊高元,向文灝,劉德政,屈俊豪,梁英,李望南,徐可,鐘杰,黃福志,陳美華,梁桂杰
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2025年07月24日 ~ 26日 
