钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cell, PSC)是一类基于钙钛矿型半导体材料的光伏器件,有着接近传统硅基电池的高功率转换效率(PCE>25%),并通过调节带隙从而优化太阳光谱吸收。其高缺陷容忍度与强光吸收能力(吸收系数>10⁴ cm⁻¹),降低了对材料纯度的苛刻要求,同时可以在低温环境中进行加工,并兼容柔性基底与卷对卷工艺,显著降低了制造成本。器件结构主要分为介孔型与平面异质结型,其中界面工程与能级匹配对性能优化至关重要。器件的长期稳定性受限于钙钛矿材料对湿度、光照和热应力的敏感性,需通过组分优化、界面钝化及封装技术改善。钙钛矿太阳能电池器件应用领域涵盖高效光伏电站、建筑一体化玻璃、柔性可穿戴设备及室内光能收集等。 钙钛矿太阳能电池器件结构由多层功能材料组成: 电子传输层(ETL):通常为金属氧化物,负责提取光生电子并阻挡空穴复合; 钙钛矿吸光层:ABX₃晶体结构(A为有机或无机阳离子,B为金属阳离子,X为卤素阴离子),可通过溶液加工法或气相沉积制备,形成高效的光吸收层; 空穴传输层(HTL):有机/无机材料,负责收集空穴并传输至电极; 电极:透明导电层(如ITO)与金属背电极,分别收集电子与空穴,形成外电路电流。