基于鈣鈦礦吸光層的光伏器件及其制備方法

基于鈣鈦礦吸光層的光伏器件及其制備方法光伏器件是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，目前已成為解決能源危機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一、隨著工業(yè)和生活的進(jìn)展，對(duì)能源需求的加添呼喊新能源的開(kāi)發(fā)。在市場(chǎng)上，鈣鈦礦吸光層成為了一種熱門(mén)的光伏材料。鈣鈦礦吸光層具有高光汲取效率、較高的載流子遷移率以及較長(zhǎng)的載流子壽命等優(yōu)點(diǎn)。因此，基于鈣鈦礦吸光層的光伏器件備受人們關(guān)注。一、介紹鈣鈦礦屬于一類(lèi)特別的配位化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)仿佛氧化鈣，因此得名為“鈣鈦礦”。鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，特別是在光電轉(zhuǎn)換方面具有很高的本領(lǐng)。與其他光伏材料相比，鈣鈦礦材料具有更高的轉(zhuǎn)換效率、更低的制備成本和更強(qiáng)的適應(yīng)性，因此人們對(duì)它的討論越來(lái)越熱門(mén)。二、制備方法1.激光脈沖沉積（PLD）一種常用的鈣鈦礦薄膜制備方法是激光脈沖沉積（PLD）。PLD法是一種利用激光脈沖將材料蒸發(fā)到襯底表面的方法，這種方法可以用來(lái)制備均勻厚度的鈣鈦礦薄膜。這種方法可以實(shí)現(xiàn)在不同襯底上的制備，可以掌控鈣鈦礦薄膜的形成和質(zhì)量。2.溶劑熱法溶劑熱法是另一種快速制備鈣鈦礦薄膜的方法，重要通過(guò)合適的溶液混合、溶解和加熱過(guò)程來(lái)制備薄膜。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠制備大面積、高質(zhì)量的薄膜，且制備成本較低。三、器件結(jié)構(gòu)鈣鈦礦光伏器件的結(jié)構(gòu)通常由透亮導(dǎo)電氧化物電極（如ITO或FTO）/鈣鈦礦吸光層（如PbI2）/電子傳遞材料（如TiO2）/對(duì)穿孔層（如NiO）/金屬電極（如Au或Ag）構(gòu)成。1.透亮導(dǎo)電氧化物電極（ITO或FTO）透亮導(dǎo)電氧化物電極是一種常見(jiàn)的透亮電極，其透射率高，導(dǎo)電性好，且化學(xué)穩(wěn)定性高。常見(jiàn)的透亮導(dǎo)電氧化物電極為ITO和FTO。2.鈣鈦礦吸光層鈣鈦礦材料是光伏器件中最緊要的構(gòu)成部分之一，它可將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。鈣鈦礦吸光層應(yīng)當(dāng)具有猛烈的光汲取本領(lǐng)，并且能夠?qū)⒓橙〉墓饽軌蛴行У剞D(zhuǎn)化為電信號(hào)。常見(jiàn)的鈣鈦礦材料包括有機(jī)鈣鈦礦和無(wú)機(jī)鈣鈦礦。3.電子傳遞材料電子傳遞材料通常被用于鈣鈦礦層下的電極中，重要作用是將從鈣鈦礦層到電子傳遞材料之間的電子傳遞。常用的電子傳遞材料包括TiO2,ZrO2和SnO2等。4.對(duì)穿孔層對(duì)穿孔層（compactholetransportlayer,c-HTL）位于鈣鈦礦層頂部，可保護(hù)無(wú)機(jī)鈣鈦礦薄膜性能且提高光電轉(zhuǎn)換效率。常見(jiàn)的對(duì)穿孔層材料有全氟化鎢酸銨（NH4F)或氟化鈉（NaF）以及NiO等。5.金屬電極金屬電極是光伏器件中另一個(gè)緊要的構(gòu)成部分。金屬電極用于對(duì)光伏器件進(jìn)行電流、電壓的接觸和輸出。常用的金屬電極材料包括鋁（Al）、銀（Ag）、鉬（Mo）以及鎢（W）等。四、結(jié)論基于鈣鈦礦的光伏器件，具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如成本較低、效率較高、環(huán)保等。近年來(lái)，隨著鈣鈦礦的討論漸漸深入，其光伏器件的性能得到進(jìn)一步優(yōu)化，成為