基于PVDF/ZrO2间隔层的钙钛矿太阳能电池研究文献综述

文献综述

钙钛矿这个名称的最早来源是俄国矿物学家Lev Perovski，他发现了一种特殊结构的矿物钙钛氧化物（CaTiO3）[1,2]。

1926年得到了钙钛矿的晶体结构。

钙钛矿的结构是ABX3结构，A、B、X分别代表有机阳离子、金属离子和卤素基团，在钙钛矿结构中，B原子位于立方晶胞体心处，卤素X原子位于立方体面心，而有机阳离子A则位于立方体顶点位置。

A通常是一种大的金属阳离子，包括Ca、Ba、Pb、K以及La到Lu的镧族金属等20多种元素构成，通过合适的有机物取代这些金属阳离子，可以形成有机-无机杂化钙钛矿材料；B为是可以配位形成八面体的M阳离子，包括Pb、Fe、Sn、Nb等；X 是能够和A形成配位八面体的卤素阴离子，包括Cl、Br和I等。

由于这些结构特点，有机-无机杂化钙钛矿化合物的晶体结构稳定，具有独特的电磁性能，同时具有良好的异构化、吸光性、电催化等活性，成为了一种受到广泛关注的新型功能材料。

2009年，钙钛矿材料首次应用于染料敏化电池结构中。

日本人Kojima 等制备的这块电池极不稳定，当时只有3.8%的效率[3]，但从那以后便取得了快速的发展。

当前最常见的钙钛矿材料是CH3NH3PbI3，这种材料就是以有机无机杂化的方式组成。

金属阳离子M和卤素阴离子X配位，形成MX6的正八面体结构,在这些八面体之间的空穴当中存在着有机基团A[4]。