钙钛矿型太阳能电池是利用钙钛矿型的有机/无机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，具有原材料廉价易得、带隙可调整、光谱响应范围广、理论效率高、弱光效应优秀等特点。在钙钛矿太阳能电池中，钙钛矿层能够吸收能量高于其带隙的光子，从而产生电子-空穴对。经过热弛豫后，这些电子-空穴对演变为瓦涅尔激子，并在室温下解离为自由电子和空穴，两者统称为光生载流子，分别占据导带底和价带顶的能态位置。(图一如上)
钙钛矿的材料性质：
有机无机卤化物钙钛矿（以下简称“钙钛矿”）是一种离子化合物晶体，化学通式为ABX3。钙钛矿的取名来源于CaTiO3晶体，其中BX6八面体通过共享角的形式形成扩展的三维（3D）网络，A位阳离子填补B−X八面体框架之间的空隙，三者以静电力和氢键作用形成稳定的晶体结构。其中A位离子为CH3NH3+（MA+）、CH(NH2)2+（FA+）或Cs+，B位离子为Pb2+或Sn2+，X位被卤素离子I−、Br−或Cl−占据。1978年Weber等人首次报道了钙钛矿结构的有机-无机杂化卤化钙钛矿MAPbX3（X = Cl，Br，I)和MASnBr1-xIx。在之后的数十年中，一系列的钙钛矿材料在化学和物理领域得到研究，直到2009年钙钛矿首次作为光伏材料应用于染料敏化太阳能电池。2012年诞生了首个以钙钛矿薄膜为基础的全固态钙钛矿太阳能电池，此技术在之后得到迅猛发展。(图二如上)
由于ABX3是一种人工设计的材料，因此钙钛矿电池可以通过改变替换ABX3结构中的部分离子配方，从而调控钙钛矿材料的带隙，使其更接近单结太阳能电池的理想值（33%）。带隙调节直接影响钙钛矿太阳能电池的性能，如光电转换效率、开路电压、填充因子等，钙钛矿太阳能电池的带隙通常调节在1.2~3 eV之间。一般来说，对于较小的带隙材料（如CH3NH3PbI3），可以通过引入杂质离子（如Cl-、Br-等）来调节带隙；对于较大的带隙材料（如CsPbBr3），可以通过温度处理来实现带隙调节。通常情况下，带隙较小的钙钛矿太阳能电池（如CH3NH3PbI3）具有较高的光电转换效率，但开路电压较低；带隙较大的太阳能电池（如CsPbBr3）则具有较高的开路电压，但光电转换效率较低。同时，带隙可调也使得钙钛矿电池适合作为叠层电池的顶层，与底层电池吸收不同波段的光谱。(图三如上)#钙钛矿吸收层 #钙钛矿材料
钙钛矿的材料性质：
有机无机卤化物钙钛矿（以下简称“钙钛矿”）是一种离子化合物晶体，化学通式为ABX3。钙钛矿的取名来源于CaTiO3晶体，其中BX6八面体通过共享角的形式形成扩展的三维（3D）网络，A位阳离子填补B−X八面体框架之间的空隙，三者以静电力和氢键作用形成稳定的晶体结构。其中A位离子为CH3NH3+（MA+）、CH(NH2)2+（FA+）或Cs+，B位离子为Pb2+或Sn2+，X位被卤素离子I−、Br−或Cl−占据。1978年Weber等人首次报道了钙钛矿结构的有机-无机杂化卤化钙钛矿MAPbX3（X = Cl，Br，I)和MASnBr1-xIx。在之后的数十年中，一系列的钙钛矿材料在化学和物理领域得到研究，直到2009年钙钛矿首次作为光伏材料应用于染料敏化太阳能电池。2012年诞生了首个以钙钛矿薄膜为基础的全固态钙钛矿太阳能电池，此技术在之后得到迅猛发展。(图二如上)
由于ABX3是一种人工设计的材料，因此钙钛矿电池可以通过改变替换ABX3结构中的部分离子配方，从而调控钙钛矿材料的带隙，使其更接近单结太阳能电池的理想值（33%）。带隙调节直接影响钙钛矿太阳能电池的性能，如光电转换效率、开路电压、填充因子等，钙钛矿太阳能电池的带隙通常调节在1.2~3 eV之间。一般来说，对于较小的带隙材料（如CH3NH3PbI3），可以通过引入杂质离子（如Cl-、Br-等）来调节带隙；对于较大的带隙材料（如CsPbBr3），可以通过温度处理来实现带隙调节。通常情况下，带隙较小的钙钛矿太阳能电池（如CH3NH3PbI3）具有较高的光电转换效率，但开路电压较低；带隙较大的太阳能电池（如CsPbBr3）则具有较高的开路电压，但光电转换效率较低。同时，带隙可调也使得钙钛矿电池适合作为叠层电池的顶层，与底层电池吸收不同波段的光谱。(图三如上)#钙钛矿吸收层 #钙钛矿材料
