卤化物钙钛矿光伏材料的优化设计研究进展

• 作者: 张立军 徐巧玲 李天姝 王雪婷 赵电龙
• 来源期刊: 中国光学
• 学科: 物理学
• 关键词: 太阳能电池 卤化物钙钛矿 光电转换 材料设计
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: “钙钛矿光电材料与器件”专栏
• 页码范围: 964-992
• 页数: 29页
• 分类号: O472
• 字数: 10305字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CO.20191205.0964

摘要

以CH3NH3PbI3为代表的有机-无机杂化卤化物钙钛矿材料,具有独特优越的光电特性,例如与可见光谱基本匹配的禁带宽度、强的带边光吸收、平衡的双极性载流子输运、超长的载流子扩散距离以及合适的激子结合能等.从2009年到现在,基于钙钛矿材料构建的太阳能电池光电转化效率由最初的不足4％提升到了超过25％,结合低成本的溶液旋涂样品合成方法,使钙钛矿材料成为新型太阳能电池领域的研究热点.然而,高效率钙钛矿材料中铅元素引起的毒性,以及材料本身的不稳定性一直是阻碍太阳能电池及相关光电器件商业化的两大障碍,人们正在努力解决这些问题.在这篇综述中,详细总结了卤化物钙钛矿光伏材料的优化设计,包括结构式为AMX3的单钙钛矿,A2MM′X6的双钙钛矿,A2MX6的有序空位双钙钛矿,A′2 An-1 MnX3n+1的二维钙钛矿以及类钙钛矿材料(如A3M2X9).通过材料优化设计,在一定程度上解决或改善了钙钛矿的材料稳定性和毒性问题,但光伏性能仍有待进一步优化提升.在此研究过程中,第一性原理高通量材料模拟在材料设计方面显示了预测能力,得到了与实验研究交互反馈、相互印证的结果.在综述研究进展的同时,进一步讨论了优化设计的新材料存在的问题,并展望了解决这些问题的潜在途径.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张立军	吉林大学材料科学与工程学院	9	28	3.0	5.0
2	王雪婷	吉林大学材料科学与工程学院	12	73	6.0	8.0
3	赵电龙	吉林大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0
4	李天姝	吉林大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0
5	徐巧玲	四川师范大学计算科学中心	1	0	0.0	0.0