鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性研究進展

朱 彧，杜 晨，王 碩，馬瑞新，王成彥

北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院，北京 100083

經(jīng)過這幾年的快速發(fā)展，鈣鈦礦太陽能電池由于其廉價的成本和簡單的制作工藝以及高光電轉(zhuǎn)化效率，成為當前納米技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換材料研究的熱點之一，是最有希望取代傳統(tǒng)太陽能電池的新型太陽能轉(zhuǎn)換材料.鈣鈦礦電池主要經(jīng)過了以下幾個發(fā)展歷程，2009年，日本Kojima等率先將MAPbI3和MAPbBr3應用于染料敏化太陽能電池，獲得了3.8%的光電轉(zhuǎn)換效率[1].隨后，大量的工作開始圍繞鈣鈦礦太陽能電池展開，研究人員從基礎(chǔ)研究[2]、界面工程[3]、制備工藝[4]和材料[5]等方面入手對電池器件進行了全面優(yōu)化.2011年，Im等成功合成一種CH3NH3PbI3量子點，并利用二氧化鈦介孔結(jié)構(gòu)，將電池效率增加到6.54%[6].2012年，Kim等將固態(tài)空穴導體材料spiro-OMeTAD引入鈣鈦礦太陽能電池中，實現(xiàn)電池效率突破10%[7].2015年，Yang等將鈣鈦礦太陽能電池效率突破到20.1%[8].2018年，Jiang等通過PEA+陽離子鈍化缺陷，將鈣鈦礦器件效率提高至23.3%[9]，隨后又制備出23.7%的電池器件.目前，KRICT已經(jīng)將鈣鈦礦太陽能電池效率紀錄提高到24.2%[10].

1 鈣鈦礦太陽能電池原理及結(jié)構(gòu)

1.1 鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)

圖1為鈣鈦礦電池器件效率發(fā)展圖（括號內(nèi)為效率點對應的院校名稱），鈣鈦礦最初是以俄國礦物學家Lev A Perovski命名，指德國礦物學家Gustav Rose發(fā)現(xiàn)的CaTiO3礦物[11].現(xiàn)在的鈣鈦礦材料已經(jīng)逐漸成為一種通用術(shù)語指一大類具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（ABX3）的化學物，如圖2所示，A、B分別是指離子半徑不同的有機或無機陽離子，X代表陰離子.在有機無機雜化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，A一般是Cs+無機陽離子或甲脒陽離子甲胺陽離子等有機陽離子，B位則是由Pb2+、Sn2+等陽離子占據(jù)，X陰離子一般是指Cl-、Br-和I-等鹵族元素[12-14].通常，為了保證八面體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和對稱性，B位陽離子的離子半徑會小于A位陽離子，6個X位陰離子圍繞在B位陽離子四周組成BX6構(gòu)造的八面體晶體，這些晶體頂對頂共點構(gòu)成三維結(jié)構(gòu).A、B、X離子半徑存在差異將影響最終鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)和性能.

1.2 鈣鈦礦材料晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控

圖1 鈣鈦礦電池器件效率發(fā)展圖Fig.1 Perovskite battery device efficiency development chart

圖2 鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)Fig.2 Perovskite material structure

在MAPbI3型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，金屬陽離子Pb2+和鹵族陰離子I-在空間構(gòu)成以Pb為核心，以I為角的PbI6正八面體構(gòu)造，而有機陽離子MA+就位于這些八面體晶體核心.通常，容忍因子t可以用來判斷鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，t=（rA+rX）/[（rB+rX）]，其中rA和rB分別是晶體結(jié)構(gòu)中A和B位陽離子的離子半徑，rX是X位陰離子半徑.若要構(gòu)成穩(wěn)定的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，t的取值需要在0.8～1.0之間（圖3（a）），當t值偏離理想的容忍因子的時候，晶體的結(jié)構(gòu)將發(fā)生畸變，對稱性降低，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)變成四方相和正交相（圖3（b））[15-16].

1.3 A位離子調(diào)控

目前在有機-無機雜化鈣鈦礦材料的體系中，A位常由有機陽離子占據(jù)，B是金屬離子，X是鹵素離子.有機陽離子主要充當一個晶格電荷補償作用，并沒有對材料能帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生太大影響，但它的離子半徑大小會導致晶格的收縮或膨脹，從而影響鈣鈦礦材料帶隙.以APbI3為例，A位離子的尺寸通常較小，極易填入PbI6的網(wǎng)格中心形成三維的鈣鈦礦結(jié)構(gòu).但隨著A位陽離子半徑增加，晶格發(fā)生膨脹，從而引起吸收帶的紅移，帶隙減小.如果A離子的尺寸太大，鈣鈦礦的三維結(jié)構(gòu)就會被破壞，導致低維鈣鈦礦的形成[5].

如圖4所示，最常用的有機陽離子有甲胺陽離子和甲脒陽離子.甲胺陽離子形成的鈣鈦礦MAPbI3的帶隙理想（1.55 eV），吸光系數(shù)高，較薄的薄膜就能夠?qū)崿F(xiàn)吸收大部分可見光，激子束縛能較小，受到光照后，激子在MAPbI3膜中比較容易拆分為電子和空穴，從而實現(xiàn)電子和空穴的高效分離，這些特性是MAPbI3結(jié)構(gòu)鈣鈦礦能實現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率的主要原因.然而，MAPbI3鈣鈦礦電池也存在著一些問題，比如其濕度穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性是制約這種組分進一步發(fā)展的最主要的問題[17].

圖3 不同A位陽離子下（a）鈣鈦礦的容忍因子及（b）鈣鈦礦的3種晶體結(jié)構(gòu)[15-16]Fig.3 (a) Tolerance factors for perovskites at different A sites and (b) three crystal structures of perovskites[15-16]

圖4 MA和FA結(jié)構(gòu)模型Fig.4 MA and FA structural models

2014年，Pang等[18]首次使用FA替換MA陽離子形成FAPbI3鈣鈦礦材料，將太陽光的吸收邊界拓寬至900 nm附近.經(jīng)過測試，基于該體系的鈣鈦礦材料帶隙約為1.43 eV，這個數(shù)值更加接近理論最佳帶隙值，因此FAPbI3被看作是一種較好的吸光材料.FA不僅可以改變鈣鈦礦材料的帶隙，而且基于FA鈣鈦礦材料的光電性能和載流子壽命都明顯增加，器件的滯后現(xiàn)象也得以消除.但是，純甲脒鉛碘鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在水分子的誘導下，極易發(fā)生相轉(zhuǎn)變，由黑相轉(zhuǎn)變?yōu)辄S相.隨后，Seok教授用一種混合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)來替代純FAPbI3，結(jié)果混合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，效率最高的一個組分是（FAPbI3）0.85（MAPbBr3）0.15，認證的光電轉(zhuǎn)換效率超過了20%[19]，然而，隨后研究人員發(fā)現(xiàn)這種混合組分鈣鈦礦極易發(fā)生相分離.Saliba等通過銣、銫摻雜部分取代甲脒陽離子消除了混合組分鈣鈦礦薄膜中出現(xiàn)的相分離，如圖5所示，得到的三元、四元混合組分鈣鈦礦薄膜具有令人驚訝的相穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性[20].此后，Cs、Rb摻雜的雜化鈣鈦礦成為一種常用的鈣鈦礦吸光層.

1.4 B位離子調(diào)控

B金屬離子對于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的影響主要集中在Ge、Sn、Pb、Cu等元素上[21].目前廣泛使用的一種金屬離子是Pb2+，但是Pb離子有毒性，會造成環(huán)境污染，因此使用無毒或低毒金屬離子來替代鉛顯得尤為重要.研究表明金屬-鹵素的鍵角對于帶隙有著重要影響，隨著鍵角的增加，帶隙則隨之降低，可以將鈣鈦礦材料的吸收光譜拓展到近紅外區(qū)域.用Sn取代部分Pb制備鈣鈦礦器件，可以有效降低鉛離子帶來的污染，更利于環(huán)保，而目前無鉛鈣鈦礦太陽能電池的最高效率為7%[22].但含Sn鈣鈦礦材料的晶格穩(wěn)定性差，導致器件壽命也隨之降低[23].所以，現(xiàn)在大部分的工作集中在少量Sn取代Pb摻雜制備少鉛鈣鈦礦器件.除此之外，也有很少量研究者用Sn以外的元素進行替代.Li等[24]在這方面取得了一系列成果，開發(fā)了鉛-錫-銅三元體系鈣鈦礦太陽能電池，圖6（a）為MAPb1-a-bSnaCubI3-2bBr2b型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖，控制不同的鉛/錫/銅配比，得到最佳性能的MAPb0.9Sn0.05Cu0.05I2.9Br0.1組分，獲得的短路電流為23.97 mA·cm-2，開路電壓為1.086 V，填充因子為81%，器件效率為21.08%，如圖6所示.

1.5 X位離子調(diào)控

圖5 銣、銫摻雜部分取代甲脒陽離子制備的器件性能測試曲線.（a） Cs摻雜鈣鈦礦器件的性能；（b） Rb摻雜鈣鈦礦器件的性能；（c） Rb摻雜鈣鈦礦器件的穩(wěn)定性測試[20]Fig.5 Rubidium and cesium doped part substituted formamidine cationic preparation of the device performance test curves: (a) performance of Cs doped perovskite devices; (b) performance of Rb doped perovskite devices; (c) stability testing of Rb doped perovskite devices[20]

圖6 （a） MAPb1-a-bSnaCubI3-2bBr2b鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖；（b） 鉛-錫-銅三元體系鈣鈦礦器件結(jié)構(gòu)圖；（c） MAPb0.9Sn0.05Cu0.05I2.9Br0.1組分的器件效率[24]Fig.6 (a) Schematic diagram of the MAPb1-a-bSnaCubI3-2bBr2b perovskite structure; (b) Pb-Sn-Cu ternary system perovskite device structure diagram;(c) MAPb0.9Sn0.05Cu0.05I2.9Br0.1 component device efficiency[24]

圖7 控制I與Br含量得到一系列不同吸收帶的鈣鈦礦材料[26]Fig.7 Controlling the I and Br contents to obtain a series of perovskite materials with different absorption bands[26]

X鹵族原子的大小會直接影響鈣鈦礦材料的禁帶帶隙，這是因為X原子與Pb原子間的作用力會因X原子半徑的增大而降低，從而長波區(qū)域的吸收能力會隨之提高，因此通過I-Br或Cl-Br的摻雜比例的調(diào)控，可以成功實現(xiàn)對鈣鈦礦材料吸光區(qū)域的連續(xù)性調(diào)控[25].如圖7所示，通過控制不同鹵族離子在鈣鈦礦材料中的比例，可以得到一系列不同帶隙的鈣鈦礦材料[26].此外，鹵族元素還具有調(diào)控晶體生長和增強結(jié)晶的作用，目前比較常見的CH3NH3PbI3鈣鈦礦是直接帶隙半導體，載流子的擴散長度僅為200 nm左右，摻雜Cl-后可以達到約1 μm，充分保證了鈣鈦礦材料優(yōu)異的光伏性能.與此同時，Cl-摻雜卻對鈣鈦礦材料的吸收幾乎沒有影響，這說明Cl-很難取代填入PbI6的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，Chen等[27]通過圖8（a）兩種實驗流程，制備出Cl-摻雜（CH3NH3PbI3-xClx）和不摻雜（CH3NH3PbI3）的鈣鈦礦薄膜，他們發(fā)現(xiàn)實際上，Cl-的摻入只是改變晶體生長的動力學過程，從而對最終形成的鈣鈦礦晶體形貌產(chǎn)生影響，減少缺陷的生成，使得材料的電學特性有著顯著的變化（圖8）.

2 鈣鈦礦電池穩(wěn)定性

圖8 通過Cl離子摻雜控制鈣鈦礦結(jié)晶形貌[27].（a） 實驗流程示意圖（PbI2：碘化鉛，MAI：甲基碘化銨，MACl：甲基氯化銨）；（b） Cl離子摻雜器件的最佳性能圖Fig.8 Crystal morphology of perovskite controlled by Cl ion doping[27]: (a) schematic diagram of experimental process (PbI2: lead iodide, MAI: methyl ammonium iodide, MACl: methyl ammonium chloride); (b) optimal performance diagram of Cl ion doped devices

目前，鈣鈦礦太陽能電池的效率正在不斷提高，但是鈣鈦礦材料本身的穩(wěn)定性嚴重影響了其商業(yè)化的進程.根據(jù)國際規(guī)定的光伏組件老化測試標準（IEC61646, 2008），光伏器件必須可以在85%濕度和85 ℃溫度的條件下連續(xù)工作1000 h后仍保持初始效率的90%以上[28].因此，深入研究鈣鈦礦電池不穩(wěn)定的因素，通過對材料和器件的設(shè)計來提高鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性，是促進鈣鈦礦電池進一步發(fā)展和商業(yè)化的關(guān)鍵，對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義.

2.1 濕度穩(wěn)定性

周圍環(huán)境中存在的水分對鈣鈦礦電池的制備和測試影響具有雙面性[29].Eperon等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在一定的濕度條件下，周圍環(huán)境中的水分將會有利于鈣鈦礦薄膜的生長結(jié)晶，減少薄膜中存在的缺陷，提鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶質(zhì)量，增強薄膜的載流子壽命，從而器件的光伏參數(shù)得到提升.但是，由于鈣鈦礦薄膜屬于軟物質(zhì)狀態(tài)，如果將已經(jīng)制備的鈣鈦礦薄膜暴露在高濕環(huán)境下，在水分和氧氣的作用下促進鈣鈦礦薄膜分解，分解過程如下：

從上面的反應方程式可以看出，除了水分和氧氣，太陽光中的紫外光部分也是促使鈣鈦礦分解的重要影響因素[31].

此外，目前使用的空穴傳輸材料是spiro-OMeTAD，在器件的制備過程中，一般會添加少量有機鹽來優(yōu)化spiro-OMeTAD的導電性，例如鋰鹽、鈷鹽等，這些添加劑具有較強的吸濕性，極易造成spiro-OMeTAD的性能衰減和鈣鈦礦的分解[32].

2.2 熱穩(wěn)定性

由于太陽能電池的實際工作溫度往往會在60 ℃以上，鈣鈦礦材料的熱穩(wěn)定性也是影響其長期穩(wěn)定性的重要因素.Conings等[28]對MAPbI3薄膜在不同氣氛下的熱穩(wěn)定性進行了研究.如圖9所示，暗態(tài)下，將MAPbI3薄膜放置在85 ℃下24 h，在N2惰性氣氛保護下，鈣鈦礦薄膜的形貌也發(fā)生了明顯改變，較多的孔洞表明了鈣鈦礦薄膜的分解，而在O2氣氛下，MAPbI3分解程度更加嚴重，驗證了O2有加速分解的作用.在空氣中時，由于水分和氧氣共存，高溫條件促進了MAPbI3薄膜的分解，改變了薄膜原有的表面形貌.雖然水氧穩(wěn)定性通?？梢酝ㄟ^封裝技術(shù)來解決，但是鈣鈦礦材料的熱穩(wěn)定性是一個本征問題，也是鈣鈦礦電池要實現(xiàn)商業(yè)化必須面臨的挑戰(zhàn)之一.

圖9 MAPbI3薄膜在不同氣氛下85 ℃保持24 h后的衰減情況[28].（a） 無處理，（b） N2氣氛，（c） O2氣氛，（d） 空氣Fig.9 Attenuation of the MAPbI3 film after heating at 85 ℃ for 24 h in different atmospheres[28]: (a) without treatment; (b) N2 atmosphere; (c) O2 atmosphere; (d) air

2.3 光穩(wěn)定性

TiO2是一種常用的電子傳輸材料，這種材料對大氣中的紫外光較為敏感，容易在紫外光的作用下1產(chǎn)生光生空穴，催化分解鈣鈦礦層，將鈣鈦礦中的有機陽離子分解[33-34]，反應過程如下：

此外，光照不僅能夠輔助水、氧分解鈣鈦礦，而且能夠引起鈣鈦礦材料中離子的遷移和重新排布，進而導致薄膜性能衰減[35-37].Liu等利用時間飛行二次離子質(zhì)譜研究了光照對MAPbI3器件中離子分布的影響.研究發(fā)現(xiàn)，因為長時間光照使鈣鈦礦薄膜中的I-和Pb2+發(fā)生遷移并重新分布，從而導致MAPbI3器件效率的大幅度下降（圖10）[38].

圖10 MAPbI3器件在N2氣氛下連續(xù)光照老化后的器件性能（a）與離子的排布情況（b）[38]Fig.10 Device performance (a) and ion arrangement (b) of MAPbI3 devices after continuous illumination aging under the N2 atmosphere[38]

3 穩(wěn)定性問題目前的解決方法

3.1 大基團有機陽離子構(gòu)筑2D/3D結(jié)構(gòu)鈣鈦礦

為了解決傳統(tǒng)鈣鈦礦材料CH3NH3PbI3的不穩(wěn)定問題，大有機陽離子（BA, EA, PEA等）開始受到人們的關(guān)注[39-44].Smith等[45]用大有機陽離子PEA+代替部分，成功制備出穩(wěn)定性更好的具有二維結(jié)構(gòu)的（PEA）2（CH3NH3）2[Pb3I10]鈣鈦礦材料.隨后，他們將得到的兩種鈣鈦礦薄膜暴露在濕度為50%左右的空氣中，經(jīng)過4～5 d，CH3NH3PbI3薄膜出現(xiàn)分解，而（PEA）2（CH3NH3）2[Pb3I10]經(jīng)過46 d依然沒有發(fā)生分解，這說明大有機陽離子的引入使二維鈣鈦礦（PEA）2（CH3NH3）2[Pb3I10]具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性.但是，如圖11所示，隨著薄膜中大有機陽離子增多，器件的濕度穩(wěn)定性大幅提高，但是2D片狀鈣鈦礦的存在影響了載流子的擴散分離，造成器件效率降低[45-46].

圖11 PEA陽離子含量對CH3NH3PbI3形成能及穩(wěn)定性（a）和CH3NH3PbI3器件性能（b）的影響[46]Fig.11 Effect of PEA cation content on the formation energy and stability of CH3NH3PbI3 (a) and the performance of CH3NH3PbI3 devices (b)[46]

3.2 溶劑工程控制鈣鈦礦晶粒生長

鈣鈦礦的晶粒尺寸及薄膜質(zhì)量對其最終的器件性能至關(guān)重要.理想的鈣鈦礦層應該擁有平整致密的上表面，而且還需要足夠的厚度來保證充足的光吸收.此外，高結(jié)晶的鈣鈦礦顆粒會提供高速電荷傳輸與分離通道，有利于載流子復合的降低[47-54].Wu等[55]報道了一種混合添加劑醋酸甲胺（MAAc）和氨基硫脲（TSC），如圖12所示，單一添加劑MAAc可以形成均勻的鈣鈦礦薄膜，但由于大量的晶粒界限的存在，不利于載流子的傳輸及收集.在摩爾分數(shù)10%～15%的MAAc和少量添加TSC（摩爾分數(shù)3%～5%）的幫助下，可以通過一步法制備出高結(jié)晶、大晶粒、缺陷密度低的甲胺鉛碘（MAPbI3）鈣鈦礦薄膜.經(jīng)過500 h的熱老化試驗（85 ℃），仍然可以保持原有效率的85%，經(jīng)過1000 h的光老化試驗，發(fā)現(xiàn)其效率幾乎未發(fā)生改變.兩種添加劑的使用，極大的改善了鈣鈦礦器件的運行穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性.

圖12 MAAc/TSC添加劑制備鈣鈦礦薄膜.（a） MAAc/TSC添加劑的結(jié)構(gòu)示意圖；（b） CH3NH3PbI3薄膜生長過程；（c） 器件的連續(xù)光照穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性測試[55]Fig.12 Preparation of perovskite thin films by MAAc/TSC additive: (a) schematic diagram of the MAAc/TSC additive; (b) CH3NH3PbI3 film growth process; (c) continuous illumination stability and thermal stability test[55]

3.3 有機小分子界面修飾

小分子有機物不僅能提高鈣鈦礦薄膜的抵抗?jié)穸饶芰?，而且還能夠鈍化缺陷，減少非輻射性復合，目前正受到大量的關(guān)注[3,56-57].Tavakoli等[58]引入一種鹵化金剛烷（ADAHX, X=Cl, Br, I），如圖13所示.結(jié)果表明，鹵化金剛烷上的銨基官能團可以減少鈣鈦礦薄膜中的非輻射性復合，將器件開路電壓提高到1.185 V.與此同時，鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的疏水能力，這大大提高了器件的濕度穩(wěn)定性.最后，所制備的器件經(jīng)過500 h連續(xù)測試，器件效率未發(fā)生明顯降低.

3.4 無機空穴傳輸材料

無機的p型半導體材料具有空穴遷移率和電導率高、價格低、疏水等優(yōu)點，是一種非常重要的空穴傳輸材料[59-63].Akin等[64]將CuCrO2作為空穴傳輸層引入介孔結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦器件中，如圖14所示，獲得了16.25%的效率.更重要的是，在鈣鈦礦層上制備CuCrO2空穴傳輸層，能起到保護鈣鈦礦層的作用，即使暴露在水汽的氛圍下，電池效率也不會受到大的影響.目前，雖然各種新型空穴傳輸材料不斷出現(xiàn)與發(fā)展，但是真正能夠在器件效率上媲美spiro-MeOTAD的還寥寥無幾.

圖13 ADAHX對鈣鈦礦薄膜的界面修飾.（a） ADAHX結(jié)構(gòu)式；（b） ADAHX分子模型；（c） 鈣鈦礦薄膜的接觸角測試；（d） 界面修飾示意圖[58]Fig.13 Interface modification of perovskite thin films by ADAHX: (a) structural formula of ADAHX; (b) molecular model of ADAHX; (c) contact angle test of perovskite thin films; (d) schematic diagram of interface modification[58]

圖14 CuCrO2作為空穴傳輸層所制備的器件表征圖.（a） 鈣鈦礦表面形貌；（b） CuCrO2薄膜表面形貌；（c） Spiro-OMeTAD做空穴傳輸層的器件截面圖；（d） CuCrO2做空穴傳輸層的器件截面圖；（e） 器件濕度穩(wěn)定性測試（CCO：CuCrO2，cl-TiO2：致密TiO2層，mp-TiO2：介孔TiO2層，HTM：空穴傳輸層）Fig.14 Device characterization diagram prepared by CuCrO2 as a hole transport layer: (a) surface morphology of perovskite; (b) surface morphology of CuCrO2 film; (c) cross section of device for hole transport layer of Spiro-OMeTAD; (d) cross-sectional view of device for hole transport layer of CuCrO2; (e) device humidity stability test (CCO:CuCrO2, cl-TiO2: compact TiO2 layer, mp-tio2: mesoporous TiO2 layer,HTM: hole transport layer)

4 總結(jié)

從2009年以來，鈣鈦礦電池效率飛速增長，已經(jīng)接近單晶硅太陽能電池的25%效率，穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為阻礙鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化的最大的障礙.本文從鈣鈦礦晶格結(jié)構(gòu)和器件結(jié)構(gòu)入手，介紹了鈣鈦礦電池的發(fā)展歷程，總結(jié)了A位，B位及X位的組分調(diào)控方法、一步法、兩步法及其他成膜方法，形貌控制方法.最后，詳細討論了鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性的影響因素，并總結(jié)了鈣鈦礦太陽能電池當前穩(wěn)定性問題的主要解決方案.要解決鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性問題，需要從以下幾點入手：（1）從鈣鈦礦組分入手，引入大陽離子，從而形成更穩(wěn)定的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)；（2）從鈣鈦礦薄膜生長入手，開發(fā)新型添加劑，促進晶粒生長，抑制離子遷移，從而提高器件運行穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性；（3）從鈣鈦礦器件結(jié)構(gòu)入手，選擇性能穩(wěn)定的無機空穴傳輸層和電子傳輸層，從而提高器件的濕度穩(wěn)定性.因此，想要將穩(wěn)定性提高到電池能被產(chǎn)業(yè)化，還有許多工作要做.