钙钛矿在太阳能电池领域的研究进展

钙钛矿太阳能电池的结构来自染料敏化电池，染料敏化电池的光阳极基于FTO玻璃，在侧基板上具有一层多孔TiO2纳米晶体，吸光材料是吸附于TiO2上的染料，另一侧基底上沉积Pt作为电极，两级间以I/I3-液态电解质填充。在PVSCs中，吸光材料是有机金属卤化物，液态电解质则由固态空穴传输材料替代，且PVSCs多为平面异质结结构。

在后来的研究中，逐渐形成了以钙钛矿为光吸收层的电池结构，钙钛矿层两端界面分别和N型电子传输材料、P型空穴传输材料接触形成p-i-n结构的异质结，欧姆接触由异质结两侧的光阳极和对电极形成。介孔结构、含覆盖层介孔结构、p-i-n 平面结构和n-i-p反型平面结构是目前主要的PVSCs结构。

采用CH3NH3PbX3（X=Br，I）钙钛矿作吸光材料，TiO2作光阳极，用钙钛矿纳米晶体作为TiO2的修饰材料，光电转换效率（Photoelectric Conversion Efficiency，PCE）达3.8%。2011年，Park等用原位生长法制备出几个纳米级的CH3NH3PbI3钙钛矿，PCE达6.5%。

2012年，采用了固态染料敏化太阳能电池结构，将吸光材料CH3NH3PbI3填充在0.6μm的多孔TiO2中，并将固态空穴传输材料沉积在钙钛矿上，以此代替液态电解质，PCE达到9.7%。随后，Snaith等发现可以用Al2O3替换TiO2，替换后仍可以制出太阳能电池，也就是说，CH3NH3PbI3钙钛矿既可以作为吸光材料，也可以作为一种N型材料来传输电子，在进一步的研究中又发现，CH3NH3PbI3还可以传输空穴，于是提出一种平面异质结结构的PVSCs，通过将钙钛矿沉积在平面TiO2上，使钙钛矿和电子传输层、空穴传输层的接触界面构成平面结构，可以使PCE达15%。后来，Gratzel等利用含覆盖层介孔结构的PVSCs，获得15%的转换效率。2013年，距第一次将钙钛矿作为吸光材料的4年时间，PCE达15.9%，超过晶体硅太阳能电池。至今，PVSCs光电转换已达23.6%。目前，对于PVSCs的研究主要针对组成部分展开，包括钙钛矿材料、钙钛矿多晶薄膜和空穴传输材料；另外，推动钙钛矿太阳能电池的关键因素之一是其大面积制备工艺的发展，众多学者也进行了相关研究。近年来，研究过程中也发现了PVSCs具有迟滞效应的特性，当前这方面的研究还停留在形成机理的探讨，也有少数研究工作在探索减小迟滞效应的方法。

1)Polyimide|BaTiO3聚酰亚胺|钛酸钡复合膜

Polyimide/BaTiO3composite membrane（复合膜）,聚酰亚胺/BaTiO3介电性复合膜.

描述：通过将聚酰胺酸溶液与硅烷偶联剂处理的钛酸钡(BaTiO3) 粒子进行溶液共混,亚胺化后得到高介电常数的聚酰亚胺/BaTiO3复合膜.

2)聚偏氟乙烯-钛酸钡复合材料

PVDF聚偏氟乙烯-BaTiO3复合材料，PVDF-BaTiO3复合材料，半透明PVDF聚偏氟乙烯,聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料.

描述：受功能梯度材料设计理念的启发,采用聚合物微纳层叠共挤装置,提出了交替多层介电复合材料的假设,设计了(聚偏氟乙烯/钛酸钡)(PVDF/BaTiO3)/PVDF交替多层介电复合材料.

PVDF聚偏氟乙烯-BaTiO3复合材料

聚偏氟乙烯改性钛酸钡复合材料，聚丙烯/SiO2-聚偏氟乙烯/改性BaTiO3介电复合材料

聚丙烯改性BaTiO3介电复合材料

SiO2-聚偏氟乙烯/改性BaTiO3介电复合材料

PVDF-BaTiO3复合材料

(聚偏氟乙烯/钛酸钡)(PVDF/BaTiO3)/PVDF交替多层介电复合材料

3)PS聚苯乙烯-钛酸钡复合材料

Polystyrene-BaTiO3复合材料，膦酸改性钛酸钡/聚苯乙烯复合材料，聚苯乙烯/钛酸钡复合微球.

描述：以聚苯乙烯与化学沉淀法钛酸钡陶瓷为基本组成,采用溶液共混,溶液聚合,表面处理后溶液聚合三种方法进行复合.

聚苯乙烯/钛酸钡复合微球PS-BaTiO3

树枝状聚酰胺PAMAM,聚N-异丙基丙烯酰胺P钛酸钡修饰聚苯乙烯Polystyrene复合微球

聚苯胺—钛酸钡纳米复合材料

热塑性聚氨酯及其钛酸钡复合材料，钛酸钡修饰聚苯胺纳米复合材料

银/铌钽酸钾/钛酸钡复合聚合物介电材料

聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料

4)C炭黑|钛酸钡复合颗粒

carbon black/BaTiO3复合颗粒，C炭黑/BaTiO3复合材料，钛酸钡改性炭黑的复合粒子

描述：采用溶胶-凝胶法制备出了钛酸钡改性炭黑的复合粒子,并观察和分析了改性粒子的颗粒成分、结构、微波介电特性及其对电磁波的吸收性能.

5)苯并噁嗪|钛酸钡复合材料

Benzoxazine/BaTiO3复合材料，苯并噁嗪/BaTiO3高性能复合材料，钛酸钡改性碳/苯并二噁唑三元复合材料

描述：通过共混法制备了苯并噁嗪/钛酸钡复合材料,探讨了钛酸钡粒径和填充量对复合材料介电性的影响。当(BaTiO3)=50%时,复合材料介电常数εr达54、介质损耗tanδ为0.027。

钛酸钡改性碳/苯并二噁唑三元复合材料

钛酸钡改性碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑三元复合材料

三元复合材料BaTiO3/MWNT/PBO

钛酸钡 (BaTiO3)改性多壁碳纳米管(MWNT)与亚甲基苯并二恶唑(PBO)复合材料

6)PI聚酰亚胺|纳米钛酸钡复合薄膜

Polyimide/纳米BaTiO3复合薄膜，聚酰亚胺与钛酸钡(BaTiO3)复合纳米粒子

描述：高介电常数的聚酰亚胺/纳米钛酸钡复合薄膜的方法:在氮气流保护下,将等摩尔的二酐和二胺加入到N-甲基-2-吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺溶剂中,配制成固含量为10～20%的溶液,将改性纳米钛酸钡粒子加入到上述溶液中,改性纳米钛酸钡的加入量小于复合薄

聚酰亚胺枝接钛酸钡(BaTiO3)复合纳米粒子

聚酰亚胺/硅石-钛酸钡纳米复合粒子材料，聚酰亚胺/钛酸钡/水滑石复合薄膜

7)BMI双马来酰亚胺|钛酸钡复合材料

Bismaleimide/BaTiO3复合材料，BMI双马来酰亚胺双官能团化合物

描述：双马来酰亚胺/钛酸钡复合材料介电性能的研究，以双马来酰亚胺(BMI)为树脂基体,压电陶瓷BaTiO,为功能填料,采用浇铸的方法制备了BMI/BaTiO3复合材料。

8)BaTiO钛酸钡纳米复合材料

高介电常数钛酸钡纳米复合材料，低介电损耗钛酸钡BaTiO纳米复合陶瓷材料

描述：通过分散聚合法成功地制备了聚酰亚胺/硅石-钛酸钡纳米复合粒子,采用FT-IR,XRD,TEM 分析手段研究了复合粒子的结构,形貌及其大小

wyf 12.02

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