鈣鈦礦太陽(yáng)能電池-1

1、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用研究鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用研究材料科學(xué)導(dǎo)論材料科學(xué)導(dǎo)論Application of Perovskite Solar Cells全華鋒，全華鋒，路順茂，王晨宇，薛偉，唐川路順茂，王晨宇，薛偉，唐川低維材料及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湘潭大學(xué)，湖南，低維材料及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湘潭大學(xué)，湖南，411105匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理2 吸光材料的成膜技術(shù)及制備吸光材料的成膜技術(shù)及制備3Click to add Title4問(wèn)題及前景展望問(wèn)題及前景展望41背景介紹及發(fā)展史背景介紹及發(fā)展史研究背景研究背景1 隨著重工業(yè)的日益發(fā)達(dá)，煤炭石油等不可再生資源頻頻告急，

2、能源問(wèn)題日益成為國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，加之對(duì)不可再生資源的不當(dāng)使用，環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，人類(lèi)生存受到極大威脅。 太陽(yáng)能等環(huán)?？稍偕Y源日益受到人類(lèi)關(guān)注，因此，太陽(yáng)能電池也走進(jìn)人們的生活。 太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。又稱(chēng)為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱(chēng)為太陽(yáng)能光伏簡(jiǎn)稱(chēng)光伏。1鄧林龍, 謝素原, 黃榮彬,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料和器件的研究進(jìn)展J. 廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2015, 54(05).2梁棟, 賈瑞龍, 簡(jiǎn)選,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能

3、電池的研究進(jìn)展J. 現(xiàn)代化工, 2015.研究背景研究背景交通領(lǐng)域：如航標(biāo)燈、交通鐵路信號(hào)燈、交通警示或標(biāo)志燈、路燈等通訊/通信領(lǐng)域：光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)、士兵GPS供電等石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道陰極保護(hù)系統(tǒng)、海洋/氣象觀測(cè)設(shè)備等用戶(hù)電源領(lǐng)域：家庭燈具電源、邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)軍民生活用電等其他領(lǐng)域包括：汽車(chē)、衛(wèi)星、航天器空間太陽(yáng)能電站等2發(fā)展歷史發(fā)展歷史 傳統(tǒng)的非晶硅太陽(yáng)能電池，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)換效率提升緩慢相比之下，近年來(lái)出現(xiàn)的新型太陽(yáng)能電池如有機(jī)太陽(yáng)能電池（OPV）、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）和量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池(quantum dot sola

4、r cells)，發(fā)展較快，光電轉(zhuǎn)換效率提升明顯。時(shí)間時(shí)間團(tuán)隊(duì)團(tuán)隊(duì)制備工藝制備工藝能量轉(zhuǎn)換率能量轉(zhuǎn)換率(%)2009Miyasaka（宮坂）以鈣鈦礦型有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化材料代替有機(jī)染料分子作為吸光材料3.82012N.G.Park引入空穴傳輸層9.72013M.Grtzel兩步溶液法15.02013Yang氣相輔助溶液法19.32014KRICT20.1圖1 各類(lèi)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換率折線(xiàn)圖1圖2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池發(fā)展歷程表21鄧林龍, 謝素原, 黃榮彬,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料和器件的研究進(jìn)展J. 廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2015, 54(05).3在高于某特定頻率的電磁波照射下，某些物質(zhì)內(nèi)

5、部的電子會(huì)被光子激發(fā)出來(lái)而形成電流，即光生電。光電現(xiàn)象由德國(guó)物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，而正確的解釋為愛(ài)因斯坦所提出。光電理論光電理論k =hWo如果入射光子的能量hv大于逸出功Wo（指從原子鍵結(jié)中移出一個(gè)電子所需的最小能量），那么有些光電子在脫離金屬表面后還有剩余的能量Ek（表示動(dòng)能最大的光電子所具有的動(dòng)能），也就是說(shuō)有些光電子具有一定的動(dòng)能。因?yàn)椴煌碾娮用撾x某種金屬所需的功不一樣，所以它們就吸收了光子的能量并從這種金屬逸出之后剩余的動(dòng)能也不一樣。愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程4匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理2吸光材料的成膜技術(shù)制備吸光材料的成膜技術(shù)制備3Click to add T

6、itle4問(wèn)題及前景展望問(wèn)題及前景展望41背景介紹及發(fā)展史背景介紹及發(fā)展史器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)(ABX3)圖2 鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)示意圖圖3 CH3NH3PbI晶體結(jié)構(gòu)示意圖A:CH3NH3、CH3CH2NH3+、NH2CH=NH2+等等B: Pb+、Nb+、Ti4+、Fe3+等等X: Cl、Br、I、O2等等 在ABX3晶體中，BX6構(gòu)成正八面體，BX6之間通過(guò)共用頂點(diǎn)X連接，構(gòu)成三維骨架，A嵌入八面體間隙中使晶體結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定。因此，該光活性吸收材料呈現(xiàn)出一定的鐵電性、非線(xiàn)性光學(xué)性和電光性等。 CH3NH3PbI低溫態(tài)為正交相，高于162K時(shí)，為四方相；高于3

7、30K時(shí)，為立方相。高溫立方相晶體結(jié)構(gòu)具有最大的電子傳導(dǎo)特性。5器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)及制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)及制備圖4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖及SEM照片由摻雜氟SnO2 （fluorine-tin-oxide, FTO)導(dǎo)電玻璃、電子傳輸層（ETM）、鈣鈦礦吸收層（如CH3NH3PbI3、CH3NH3PbI2Cl、CH3NH3PbBr3等）、空穴傳輸層（HTM）和金屬對(duì)電極組成。電子傳輸層（ETM）多為ZnO、TiO2等，空穴傳輸層（HTM）多為Spiro-OMeTad、FTAA、H3MT、PEDOT：PASS等固態(tài)介質(zhì)材料。6器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)

8、及原理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)及制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)及制備旋涂多孔ETM薄膜圖5 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池界面，介孔結(jié)構(gòu)（左）；平面異質(zhì)結(jié)構(gòu)（右）電子傳輸層（ETM）多為ZnO、TiO2等，500550退火處理，厚度約為300nm?？昭▊鬏攲樱℉TM）多為Spiro-OMeTad、FTAA、P3HT、PEDOT:PASS等，和下方的ETM/鈣鈦礦層是相互浸潤(rùn)的，其厚度小于500nm。7器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏機(jī)制及原理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏機(jī)制及原理圖5 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池原理示意圖/P-I-N“三明治”結(jié)圖6 不同鈣鈦礦吸收材料的能隙結(jié)構(gòu) 當(dāng)鈣鈦礦吸收層吸收太陽(yáng)光受激后，

9、產(chǎn)生電子空穴對(duì)，激子在吸收層運(yùn)動(dòng)至ETM/鈣鈦礦吸收層/HTM界面后發(fā)生分離，電子注入ETM層（陽(yáng)極），空穴注入到HTM（陰極），最后經(jīng)外部電路循環(huán)在金屬對(duì)電極復(fù)合形成回路電流。CH3NH3PbI3具有較小的能帶間隙，較寬的光伏響應(yīng)范圍（400nm800nm)。 光吸收系數(shù)高，載流子輸運(yùn)特性好，激子壽命長(zhǎng)且束縛能低，有利于光伏器件獲得更大的短路電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率。8器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏機(jī)制及原理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏機(jī)制及原理 最高軌道匹配圖7 電子傳輸材料（左）、吸光材料（中）、空穴傳輸材料（右）能級(jí)譜9器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理1 The emergence

10、 of perovskite solar cells, Nature Photonics, 2014, 8, 506514.2 Perovskite Solar Cells: From Materials to Devices, Small, doi:10.1002/small201402767.3鄧林龍, 謝素原, 黃榮彬,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料和器件的研究進(jìn)展J. 廈門(mén)大學(xué) 學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2015, 54(05).4張瑋皓,彭曉晨,馮曉東. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展J. 電子元件與材料,2014,08: 7-11.5趙雨, 李惠, 關(guān)雷雷,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)

11、狀J. 材料導(dǎo)報(bào), 2015, 第11期(11):17-21.6 CONINGS B, BAETEN L, DE DOBBELAERE C, et al. Perovskite based hybrid solar cells exceeding 10% efficiency with high reproducibility using a thin film sandwich approach. Advanced Materials, 2014, 26(13): 20412046.7魏靜, 趙清, 李恒,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池:光伏領(lǐng)域的新希望J. 中國(guó)科學(xué)：技術(shù)科學(xué), 2014, 08期

12、(08):801-821.Reference10匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理2吸光材料的成膜技術(shù)及制備吸光材料的成膜技術(shù)及制備3Click to add Title4問(wèn)題及前景展望問(wèn)題及前景展望41背景介紹及發(fā)展史背景介紹及發(fā)展史材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備鈣鈦礦吸光材料的制備鈣鈦礦吸光材料的制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率不僅與空穴傳輸材料的種類(lèi)和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)，還與光活性吸光材料的類(lèi)型和成膜技術(shù)模切相關(guān)。表1 不同光活性吸光材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率CH3NH3PbI3,其能帶間隙子1.5eV, 能充分吸收400800nm的可見(jiàn)光。CH3NH3Pb

13、I3吸光材料有很好的電子傳輸能力 , 并具有較少的表面態(tài)和中間帶缺陷, 有利于光伏器件獲得較大的開(kāi)路電壓,能夠?qū)崿F(xiàn)高效率光電轉(zhuǎn)化。11材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備鈣鈦礦吸光材料的制備鈣鈦礦吸光材料的制備以FTO/TiO2/ CH3NH3PbI3/Spiro-OMeTad/Ag結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池為例吸光材料的成膜技術(shù)有溶液法（一步法、兩步法）、雙源氣相共蒸發(fā)法（Vapor Deposition)、氣相輔助溶液法（Vapor-assisted Solution Process)。圖8 4種常用的鈣鈦礦吸光材料的成膜及制備技術(shù)12材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備鈣鈦礦吸光材料

14、的制備鈣鈦礦吸光材料的制備一步法操作簡(jiǎn)單，但是很難獲得均勻、覆蓋率高的薄膜，制備的薄膜形貌變化大，對(duì)性能的可控性差，穩(wěn)定性不好。與一步法相比，兩步法能夠更好的控制薄膜的表面形貌。 但是溶液旋涂的方法容易出現(xiàn)針孔，表面不能完全覆蓋。 導(dǎo)致電子傳輸層和空穴傳輸層直接接觸發(fā)生分流，降低電池的填充因子以及開(kāi)路電壓，故效率降低。采用共蒸發(fā)法制備的鈣鈦礦材料雜質(zhì)缺陷少，結(jié)構(gòu)緊密，表面更均勻，薄膜覆蓋率高，避免電子傳輸層與空穴傳輸層直接接觸。 然而該方法需要高真空，這不僅對(duì)設(shè)備的要求高，且對(duì)能量的消耗非常多。VASP法制得的吸收層具有完全的表面覆蓋率，且具有很好的均一性。并改進(jìn)了共蒸發(fā)法中蒸發(fā)速度過(guò)快的現(xiàn)象

15、。較低的表面粗糙度以及微米級(jí)的晶粒尺寸。使載流子在輸運(yùn)時(shí)具有低的表面復(fù)合率、從而使電池呈現(xiàn)出較高的開(kāi)路電壓。 整個(gè)過(guò)程對(duì)真空度無(wú)特殊要求，相比共蒸發(fā)法經(jīng)濟(jì)環(huán)保。13材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備禁帶寬度調(diào)控工程禁帶寬度調(diào)控工程兩個(gè)主要局兩個(gè)主要局限性問(wèn)題限性問(wèn)題受本身禁帶寬度Eg的影響，鈣鈦礦吸光材料的光響應(yīng)范圍較窄鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的重要組成部分含有Pb，具有一定的毒性A、B、X原子替位摻雜14材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備禁帶寬度調(diào)空工程禁帶寬度調(diào)空工程根據(jù)其能帶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn), 采用將不同尺寸、極性和對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的有機(jī)陽(yáng)離子進(jìn)行A位替位的方法可引起晶格參數(shù)及Eg變化, 而金屬陽(yáng)

16、離子B位和鹵族元素 X位也可采用同族元素替位或者混合的方式對(duì)導(dǎo)帶、價(jià)帶帶邊和禁帶寬度進(jìn)行調(diào)控。A位原子替換：改變A離子的大小可以在小范 圍內(nèi)調(diào)節(jié)鈣鈦礦的能帶結(jié)構(gòu)，更大的A離子可引起整個(gè)晶格膨脹而導(dǎo)致帶隙減小。當(dāng)A為NH4+,CH3NH3 Methylammonium(MA+)或NH2CHNH2 formanidinium(FA+)時(shí)，有效離子半徑NH4+MA+ MA PbI3(1.52eV) FA PbI3(1.1.48eV)。Lang等人也研究了同一系列的鈣鈦礦材料, 他們的結(jié)果顯示隨A位有機(jī)分子尺寸的增加, 禁帶寬度Eg也隨之增加 。15材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備禁帶寬度調(diào)空

17、工程禁帶寬度調(diào)空工程B位原子替換：圖9 B位原子替位MASnxPb1-xI的能帶寬度（UPES）和能帶結(jié)構(gòu)Ogacomi等人和Hao等人成功制備Pb和Sn混合固溶體MASnxPb1-xI3,實(shí)現(xiàn)了能隙Eg在1.131.67eV可調(diào)，其中 MASn0.5Pb0.5I3吸收帶邊達(dá)到1060 nm, 相比MAPbI3其帶邊紅移了 260 nm, 具有最廣的吸收光譜和最高的短路光電流密度。16材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備禁帶寬度調(diào)空工程禁帶寬度調(diào)空工程X位原子替換：圖10 MAPb(IxCl1-x)3的禁帶寬度Eg隨x的變化圖Liu等人成功采用蒸發(fā)沉積技術(shù)制備I、Cl鹵族元素混合固溶體MA

18、PbI3-xClx鈣鈦礦平面異質(zhì)結(jié)光伏器件，其PCE可達(dá)到 15%，開(kāi)路電壓1.07 V。較MAPbI3而言，MAPbI2Cl的禁帶寬度低約0.5eV，且混合鹵族元素化合物在空氣中的穩(wěn)定性更好，對(duì)可見(jiàn)光到近紅外區(qū)的光捕獲能力更佳。利用飛秒瞬態(tài)光譜技術(shù)發(fā)現(xiàn)光生載流子在MAPbI3擴(kuò)散長(zhǎng)度約為100 nm, 但在添加一定比例的 PbCl2在混合溶液后, MAPbI3xClx光生載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度顯著增加 , 可達(dá)1 m。17材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備空穴空穴傳輸傳輸層層的的優(yōu)化處理優(yōu)化處理針對(duì)目前HTM常用的介質(zhì)材料Spiro-OMeTad，因?yàn)槠浜铣删€(xiàn)路復(fù)雜、價(jià)格昂貴產(chǎn)能不足的問(wèn)題，

19、尋求新的替代材料，包括有機(jī)HTM材料FTAA、P3HT、PEDOT:PASS，無(wú)機(jī)HTM材料CuI、CuSCN、NiO等。目前常用的ETM材料為T(mén)iO2，為了提高電子的傳輸效率，采用釔摻雜技術(shù)；為了獲得柔性襯底的傳導(dǎo)穩(wěn)定性，使用ZnO代替TiO2；對(duì)于金屬Al電極，需要采用富勒烯衍生物材料（C60,C70,PCBM）替代。研究表明, CH3NH3PbI3 和 CH3NH3PbI3-xClx 同時(shí)具有電子和空穴傳輸能力, CH3NH3PbI3 中電子和空穴的擴(kuò)散長(zhǎng)度分別為130和100nm,而 CH3NH3PbI3-xClx中電子和空穴的擴(kuò)散長(zhǎng)度分別達(dá)到 1069 和 1213 nm,更加有利于

20、電荷的有效傳輸。孟慶波團(tuán)隊(duì)首次采用原子層沉積(ALD)技術(shù)在鈣鈦礦材料 CH3NH3PbI3 與金電極之間引入了Al2O3 超薄層, 形成了金屬 絕緣半導(dǎo)體(M-I-S)結(jié)構(gòu), 有效抑制了鈣鈦礦半導(dǎo)體與金屬電極之間的肖特基接觸, 改善了電池的性能, 制備的無(wú)空穴傳輸層電池器件的最高光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 10.49%，很好地解釋了無(wú)空穴傳輸材料鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)的工作原理。18材料的成膜技術(shù)及制備材料的成膜技術(shù)及制備1 The emergence of perovskite solar cells, Nature Photonics, 2014, 8, 506514.2 Long-Range Balan

21、ced Electron-and Hole-Transport Lengths in Organic-Inorganic CH3NH3PbI3,Science,2013,342,344-347.3鄧林龍, 謝素原, 黃榮彬,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料和器件的研究進(jìn)展J. 廈門(mén)大學(xué) 學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2015, 54(05).4張瑋皓,彭曉晨,馮曉東. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展J. 電子元件與材料,2014,08: 7-11.5趙雨, 李惠, 關(guān)雷雷,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀J. 材料導(dǎo)報(bào), 2015, 第11期(11):17-21.6 SHI JIANG-JIAN, DON

22、G WAN, XU YU-ZHUAN, et al. Enhanced Performance in perovskite organic lead iodide heterojunction solar cells with metal-insulator-semiconductor back contact. Chinese Physics Letters, 2013, 30(12): 128402115.7張曉婷. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展J. 科技風(fēng), 2015, 第16期(16):46-47.8邵景珍, 董偉偉, 鄧贊紅,等. 基于有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料的全固態(tài)太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展

23、J. 功能材料, 2014, 24期(24):24008-24013.Reference19匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容器件結(jié)構(gòu)及原理器件結(jié)構(gòu)及原理2材料制備及成膜技術(shù)材料制備及成膜技術(shù)3Click to add Title4問(wèn)題及前景展望問(wèn)題及前景展望41背景介紹及發(fā)展史背景介紹及發(fā)展史問(wèn)題及前景展望問(wèn)題及前景展望PSC工程的存在的問(wèn)題工程的存在的問(wèn)題1、制備技術(shù)：光響應(yīng)范圍不夠?qū)?，太?yáng)能資源無(wú) 法得到高效利用。由于材料種類(lèi)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制， 光電轉(zhuǎn)化效率不高?，F(xiàn)在的鈣鈦礦太陽(yáng)能吸光材料普遍 使用了重金屬Pb,對(duì)環(huán)境和生物具 有較大的破壞威脅。圖11 (a)太陽(yáng)能光譜分布與電池吸收光譜范圍對(duì)比; (b)

24、多結(jié)疊層電池對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換效率的提升作用制備技術(shù)1魏靜, 趙清, 李恒,等. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池:光伏領(lǐng)域的新希望J. 中國(guó)科學(xué)：技術(shù)科學(xué), 2014, 08期(08):801-821.2關(guān)麗,李明軍,李旭,韋志仁,滕楓. 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展J. 科學(xué)通報(bào),2015,07:581-592.20問(wèn)題及前景展望問(wèn)題及前景展望PSC工程的存在的問(wèn)題工程的存在的問(wèn)題 規(guī)?；瘧?yīng)用2、規(guī)?；瘧?yīng)用：有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池都局限于小面積制備(約0.3 cm2), 面積放大會(huì)導(dǎo)致器件的轉(zhuǎn)換效率急劇下降。由于敏感材料的應(yīng)用和封裝技術(shù)的限制，使PSC太陽(yáng)能電池在濕熱環(huán)境中的性質(zhì)不穩(wěn)定，從而造成器件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性不足。 現(xiàn)在PSC太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，原料物價(jià)高昂，造成難以大規(guī)模地形成產(chǎn)業(yè)化推廣和商品化應(yīng)用。而簡(jiǎn)