钙钛矿光伏材料以其优异的光电性能,近年来在众多光伏材料中异军突起。钙钛矿光伏电池的光电转换效率高、制造成本低,且不需要稀有元素(图1A),备受产业界的关注。目前,实验室小面积的钙钛矿光伏电池的认证效率已达23.3%,但其稳定性和规模化制备还未能达到实用化的程度。近日,南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授与华中科技大学韩宏伟教授团队、加拿大多伦多大学Edward Sargent教授、韩国蔚山国家科学技术研究院Sang Il Seok、美国科罗拉多大学Michael McGehee教授合作在《Science》上发表综述论文“Challenges for Commercializing Perovskite Solar Cells” (全文链接:http://science.sciencemag.org/content/361/6408/eaat8235),探讨钙钛矿光伏电池产业化所面临的挑战及实现产业化仍需努力研究的方向。 钙钛矿光伏电池的结构主要分为介孔结构、平面结构、三层介孔结构和叠层结构(图1B)。与其它光伏技术相似,钙钛矿光伏电池的面积增大会导致光电转换效率的下降。制作中等尺寸(约10 cm2)的光伏组件可使用丝网印刷、涂布和蒸发等方法。未来,制作大面积、高均匀性、高效率的钙钛矿薄膜组件仍需探索其它更加有效的制备方法。
图1. A. 各种光伏技术所需元素的丰度;B.钙钛矿光伏电池的器件结构;C. 单结钙钛矿光伏电池效率进展及其与电池面积的关系。