钙钛矿太阳能电池结构种类

钙钛矿太阳能电池的结构种类多样，主要可以根据其内部结构和电荷传输层的位置与性能进行分类。以下是几种主要的结构种类：

1. 介孔结构

介孔结构是钙钛矿太阳能电池中最为常见的一种结构。在这种结构中，电子传输层通常包括致密层以及骨架层两个部分。骨架层（通常为介孔氧化物TiO2或Al2O3）位于致密层和吸光层之间，作为框架帮助控制后续沉积钙钛矿薄膜的形貌，提高平整度和覆盖度。同时，它还能辅助电子传输，减少电子与空穴的复合，并减少由于电子在界面处的大量聚集导致的滞后效应。然而，制备骨架层时通常需要在500°C左右的高温下退火，这限制了钙钛矿电池的基底选择，例如大多数不耐高温的柔性基底。

2. 平面异质结结构

平面异质结结构是另一种重要的钙钛矿太阳能电池结构，主要分为正式n-i-p平面结构和反式p-i-n平面结构。

• 正式n-i-p平面结构：在这种结构中，光入射到透明电极后首先进入电子传输层。这种结构主要由透明导电基底、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属对电极组成。电子传输层通常采用具有高电子迁移率的材料，如TiO2、ZnO等；空穴传输层则采用具有高空穴迁移率的材料，如Spiro-OMeTAD、PTAA等。正式n-i-p平面结构具有制备工艺简单、成本低廉等优点，但其光电转换效率通常较低。

• 反式p-i-n平面结构：与正式n-i-p平面结构相反，光入射到透明电极后首先进入空穴传输层。这种结构主要由透明导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和金属对电极组成。反式p-i-n平面结构具有更高的光电转换效率和更好的稳定性，但制备工艺相对复杂。空穴传输层通常采用PEDOT:PSS等材料，电子传输层则采用PCBM等材料。此外，为了进一步提高反式p-i-n平面结构的光电性能，研究人员还尝试采用各种界面修饰和掺杂技术来优化界面性能和电荷传输效率。

3. 其他结构

除了上述两种主要结构外，还有一些基于钙钛矿材料特性的创新结构，如无HTM层结构等。这些结构通过简化电池结构或引入新的材料组合，旨在提高电池的光电转换效率、稳定性和成本效益。

综上所述，钙钛矿太阳能电池的结构种类多样，每种结构都有其独特的优势和适用场景。随着钙钛矿材料研究和制备技术的不断进步，未来钙钛矿太阳能电池的结构种类和性能有望得到进一步提升和优化。