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钙钛矿太阳能电池研究进展:材料科学部分

中国科学化学 中国科学化学 2023-03-16
钙钛矿太阳能电池具有效率高、成本低、可溶液加工、易于制备柔性器件等优点,持续引起学界和工业界的广泛关注,成为当前最具前景的太阳能转化与利用的途径之一。经过短短十几年的研究,单结钙钛矿太阳能电池的能量转化效率已达到25.7%。研发高稳定性、大面积、低毒性钙钛矿太阳能电池成为当前该领域的重点和难点。近期,Sci. China Chem.邀请了孟庆波钟羽武刘生忠麦耀华刘永胜赵一新宁志军王连洲石将建徐保民孟磊卞祖强葛子义占肖卫李冬梅游经碧等该领域专家合作撰写了综述文章“Recent progress in perovskite solar cells: material science”,从材料科学的角度系统介绍了钙钛矿太阳能电池的近期研究进展和发展趋势。Sci. China Chem.副主编李永舫院士对文章给予了指导。

该综述从“钙钛矿材料”、“空穴和电子传输材料”、“对电极”和“缺陷和界面功能材料”等方面系统介绍了钙钛矿太阳能电池领域具有代表性的以及最新的研究成果。其中,钙钛矿材料部分从有机-无机杂化钙钛矿、二维钙钛矿、钙钛矿单晶、全无机钙钛矿、非铅钙钛矿、钙钛矿量子点以及钙钛矿缺陷等方面进行了介绍。空穴传输材料部分讨论了小分子、高分子以及无机空穴传输材料的代表性工作,并重点关注非掺杂空穴传输材料的研究进展及其对提高器件稳定性的重要性。在电子传输材料的介绍中,文章讨论了无机、有机-无机杂化以及有机小分子等几类重要电子传输材料在钙钛矿太阳能电池的应用。关于对电极材料,综述着重讨论了近期围绕碳电极和非贵金属对电极研究取得的进展,为高效、低成本电池的研发提供了新的途径。此外,文章从钙钛矿器件的缺陷钝化以及功能界面材料的使用的角度,探讨了提升性能和优化器件稳定性的方案。最后,综述对当前该领域研究中与材料科学相关的主要问题和可能的解决途径进行了分析和展望,为开发高效、高稳定性以及低成本钙钛矿太阳能电池提供参考。

详见:Shao JY, Li D, Shi J, Ma C, Wang Y, Liu X, Jiang X, Hao M, Zhang L, Liu C, Jiang Y, Wang Z, Zhong YW, Liu SF, Mai Y, Liu Y, Zhao Y, Ning Z, Wang L, Xu B, Meng L, Bian Z, Ge Z, Zhan X, You J, Li Y, Meng Q. Recent progress in perovskite solar cells: material science. Sci. China Chem., 2022, 65, https://doi.org/10.1007/s11426-022-1445-2

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