新型太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

李 波，趙建紅，趙鑫波，柳清菊

（云南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650000）

節(jié)約能源是當(dāng)今社會(huì)最為關(guān)注的一個(gè)話題，開(kāi)發(fā)和利用新型的環(huán)保清潔能源能夠?yàn)槿虻哪茉炊倘眴?wèn)題提供很大的幫助。太陽(yáng)能是全球儲(chǔ)備最為豐富的能源，利用好太陽(yáng)能并開(kāi)發(fā)高效且穩(wěn)定的太陽(yáng)能電池能夠極大地緩解全球的能源危機(jī)。在未來(lái)的科技發(fā)展及生產(chǎn)生活中，太陽(yáng)能電池將會(huì)承擔(dān)越來(lái)越重要的作用。

第一代太陽(yáng)能電池以晶體硅太陽(yáng)能電池為代表，包括單晶、多晶和非晶硅太陽(yáng)能電池；這類電池發(fā)展較為成熟，已在商業(yè)和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，占據(jù)全球光伏市場(chǎng)的90%，但卻面臨能量轉(zhuǎn)化效率（PCE）提升的瓶頸及生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。第二代太陽(yáng)能電池主要是化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池；這類電池具有較高的理論轉(zhuǎn)化效率，但生產(chǎn)成本較高，難以民用化，通常只用于航空航天、軍事等領(lǐng)域。第三代太陽(yáng)能電池也被稱為新型太陽(yáng)能電池，主要包括無(wú)機(jī)、有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池，染料敏化、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池；這類電池發(fā)展時(shí)間較短，但擁有較高的理論轉(zhuǎn)化效率且成本相對(duì)較低，具有極大的發(fā)展?jié)摿?。本文綜述了近年來(lái)受到重點(diǎn)關(guān)注的幾類新型太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)。

1 無(wú)機(jī)、有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池

1.1 無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池

無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、性能穩(wěn)定、弱光性能好、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，PCE較高，接近于晶體硅太陽(yáng)能電池，但成本相對(duì)較低，且無(wú)機(jī)化合物穩(wěn)定性較好，不易受周圍環(huán)境影響，因此無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池一般都具有較長(zhǎng)的使用壽命，有著極好的發(fā)展前景。銅銦鎵硒（CIGS）和銅鋅錫硫（CZTS）薄膜太陽(yáng)能電池是無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的兩個(gè)主要代表，目前CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的最高PCE已達(dá)到22.3%，發(fā)展較為成熟，而CZTS薄膜太陽(yáng)能電池的PCE也達(dá)12.6%，且CZTS無(wú)毒無(wú)污染，更符合當(dāng)前環(huán)保型太陽(yáng)能電池的需要，非常適合大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)。

無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的主要結(jié)構(gòu)包括對(duì)電極、窗口層、緩沖層、光敏層、底電極及透明基底。光敏層中的CIGS或CZTS可作為P型半導(dǎo)體，與緩沖層中的N型材料（一般是硫化鎘CdS）形成PN結(jié)，構(gòu)成整個(gè)電池的核心部分。

目前，CIGS太陽(yáng)能電池的PCE接近于晶體硅太陽(yáng)能電池，已基本滿足商業(yè)化要求，但CIGS中所含的Ga和Se具有一定的毒性，存在污染環(huán)境的問(wèn)題。而CZTS薄膜太陽(yáng)能電池相比于傳統(tǒng)晶體硅太陽(yáng)能電池還有較大差距，目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，需要進(jìn)一步提升PCE。CZTS材料的制備工藝較為繁瑣，需要優(yōu)化工藝或探索新的制備方法以降低生產(chǎn)成本，從而滿足商業(yè)化發(fā)展的需求。

1.2 有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池

有機(jī)材料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，還可以通過(guò)人工合成得到，這使得有機(jī)太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本比傳統(tǒng)晶體硅太陽(yáng)能電池低，且有機(jī)材料柔韌性較好，可以在柔性可折疊的襯底上制備柔性可穿戴薄膜太陽(yáng)能電池，并且能夠通過(guò)卷對(duì)卷工藝大規(guī)模生產(chǎn)。目前有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的PCE已達(dá)到3%，開(kāi)路電壓可達(dá)0.9 V，且有機(jī)材料基本對(duì)人體無(wú)害，在民用和可穿戴太陽(yáng)能電池領(lǐng)域具有較好的發(fā)展前景。

有機(jī)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中FTO為氟摻雜氧化錫，起吸光作用的活性層是有機(jī)太陽(yáng)能電池的核心部分?；钚詫右话阌山o體材料和受體材料構(gòu)成，給體材料一般是具有光伏特性的有機(jī)小分子或高分子聚合物，受體材料一般采用富勒烯材料（如PCBM）或小分子非富勒烯材料（如N2200）。

圖1 有機(jī)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)Fig. 1 Structure of organic thin film solar cells

目前有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池面臨的問(wèn)題主要有兩個(gè)：①由于有機(jī)半導(dǎo)體的電荷遷移率較低，使得其PCE低于硅基太陽(yáng)能電池和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池；②有機(jī)太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性問(wèn)題。影響其穩(wěn)定性的因素主要是活性層材料。構(gòu)成活性層的有機(jī)半導(dǎo)體材料在空氣、水和光照的情況下通常會(huì)發(fā)生化學(xué)分解，同時(shí)，富勒烯具有一定的化學(xué)活潑性，在空氣中不穩(wěn)定。例如：PCBM在光照下能夠與氧和水反應(yīng)，使其功函數(shù)降低，從而使得電池的穩(wěn)定性下降，在長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)光照射條件下其效率大幅降低，使用壽命較短。因此，有機(jī)太陽(yáng)能電池需要尋求具有較高電荷遷移率的活性層有機(jī)材料，從而進(jìn)一步提高其轉(zhuǎn)化效率，并解決其穩(wěn)定性問(wèn)題，這樣才能在商業(yè)化道路上走得更遠(yuǎn)。

2 染料敏化、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池

2.1 染料敏化太陽(yáng)能電池

染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，其用作染料敏化劑的染料可以從各種自然資源中提取，原料成本低且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合當(dāng)前環(huán)境友好型器件的要求。由于DSSCs對(duì)環(huán)境污染物不敏感，對(duì)加工環(huán)境溫度也沒(méi)有特殊要求，因此很適合在柔性基板上連續(xù)地卷對(duì)卷印刷生產(chǎn)。此外，DSSCs能有效地利用漫反射，即使在較黑暗的環(huán)境中也能工作得很好，在黎明和黃昏或陰天也能保證較高的工作效率，這使得DSSCs成為室內(nèi)應(yīng)用的極佳選擇，例如安裝在窗戶和天窗上來(lái)滿足室內(nèi)供電。目前DSSCs設(shè)備的最高效率超過(guò)13%，是當(dāng)今較受關(guān)注的一類太陽(yáng)能電池。

染料敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)如圖2所示。DSSCs主要由透明導(dǎo)電基片、光陽(yáng)極、光敏化劑、電解質(zhì)和對(duì)電極等 5 部分組成。光陽(yáng)極一般是由介孔氧化層（通常為氧化鈦TiO）沉積在透明導(dǎo)電玻璃基板上，用于傳導(dǎo)電子；光敏化劑的作用是受到光照時(shí)激發(fā)產(chǎn)生電子注入半導(dǎo)體導(dǎo)帶，一般包括有機(jī)、無(wú)機(jī)染料敏化劑和純天然染料等；電解質(zhì)中包含氧化還原電對(duì)（通常為有機(jī)碘離子，用于傳輸電子和染料再生；對(duì)電極一般是金屬電極（如鉑）或碳材料電極。

圖2 染料敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)［13]Fig. 2 Structure of dye-sensitized solar cells (DSSCs)［13]

DSSCs具有弱光發(fā)電，受周圍溫度和光照強(qiáng)度及角度的影響小，成本低廉、制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但目前還存在以下幾個(gè)問(wèn)題：在光陽(yáng)極方面，目前最常用的材料是銳鈦礦相TiO，但TiO納米晶薄膜中存在的大量表面態(tài)和缺陷使電子在傳輸過(guò)程中容易湮滅，從而限制電子注入和收集效率，這在很大程度上限制了TiO染料敏化太陽(yáng)能電池PCE的提升，因此尋找和開(kāi)發(fā)新型的光陽(yáng)極材料任重而道遠(yuǎn)；在染料敏化劑方面，由于作為光捕獲劑的染料是DSSCs的關(guān)鍵部分，而有機(jī)染料同樣存在穩(wěn)定性能較差的問(wèn)題，因此需要開(kāi)發(fā)更多的穩(wěn)定性較好的無(wú)機(jī)染料作為吸光材料，且能吸收所有從可見(jiàn)到近紅外區(qū)域的太陽(yáng)光譜直到波長(zhǎng)約920 nm的入射光，使其能量吸收達(dá)到最大化，才能保證其在具有較高PCE的同時(shí)也擁有較長(zhǎng)的使用壽命；在電解質(zhì)方面，目前最常用的是有機(jī)碘離子液態(tài)電解質(zhì)。液態(tài)電解質(zhì)難以保存和運(yùn)輸，且有機(jī)碘離子電解質(zhì)穩(wěn)定性較差，反復(fù)使用后轉(zhuǎn)移電子的能力大幅下降，導(dǎo)致電池性能變差，使用壽命較短。而無(wú)機(jī)離子電解液也同樣存在長(zhǎng)期使用時(shí)穩(wěn)定性下降使得DSSCs的PCE降低的問(wèn)題，因此需要開(kāi)發(fā)和利用穩(wěn)定的固體電解質(zhì)以解決目前液態(tài)電解質(zhì)DSSCs的穩(wěn)定性問(wèn)題。在對(duì)電極方面，目前高效率的DSSCs對(duì)電極一般都是采用鉑電極，其成本較高。開(kāi)發(fā)低成本材料對(duì)電極如碳電極、金屬聚合物電極，降低電池成本，才能在商業(yè)化道路上更有競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池

量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池（QDSCs）是當(dāng)前較受關(guān)注的一類新型太陽(yáng)能電池，其采用量子點(diǎn)敏化劑作為吸光材料，具有吸光效率高、范圍廣、帶隙可調(diào)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及工作原理如圖3所示。經(jīng)過(guò)短短幾年的發(fā)展，QDSCs的PCE已超過(guò)11%，其理論P(yáng)CE更是高達(dá)44%，是目前最具研究潛力的太陽(yáng)能電池之一。

圖3 量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及工作原理［25]Fig. 3 Structure and working principles of quantum dot-sensitized solar cells (QDSCs)［25]

QDSCs的結(jié)構(gòu)主要包括光陽(yáng)極、敏化劑、電解液和對(duì)電極四個(gè)部分，與DSSCs的結(jié)構(gòu)相似，且兩者工作原理也十分相似，不同之處就在于QDSCs是以量子點(diǎn)敏化層作為吸光材料。

量子點(diǎn)作為光敏劑的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：量子點(diǎn)具有量子尺寸效應(yīng)，可以通過(guò)表面改性和量子點(diǎn)的尺寸調(diào)控來(lái)改善偶極矩、消光系數(shù)和帶隙寬度等；量子點(diǎn)敏化劑作為吸光材料光吸收效率高，吸光范圍廣，且具有良好的光學(xué)穩(wěn)定性；生長(zhǎng)量子點(diǎn)的工藝不復(fù)雜，適合大規(guī)模生產(chǎn)；量子點(diǎn)還具有多激子效應(yīng)，其理論光電轉(zhuǎn)化效率極高，且相比于DSSCs的有機(jī)染料，量子點(diǎn)性能穩(wěn)定，受周圍環(huán)境影響較小，使得QDSCs的使用壽命比DSSCs長(zhǎng)，在連續(xù)光照條件下長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)出現(xiàn)性能的大幅衰減，因而具有極好的發(fā)展前景。但目前QDSCs的實(shí)驗(yàn)室PCE還比不上其他新型太陽(yáng)能電池，且其造價(jià)比DSSCs高，與已商業(yè)化發(fā)展的晶體硅太陽(yáng)能電池相比更無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力；且量子點(diǎn)在寬禁帶半導(dǎo)體氧化物薄膜表面的附著量低，會(huì)影響其對(duì)太陽(yáng)光的吸收率，降低能量轉(zhuǎn)換率；量子點(diǎn)還容易被一些液態(tài)電解質(zhì)腐蝕，使其電化學(xué)性能衰減；一部分量子點(diǎn)敏化劑（如 PbS等）有毒性，對(duì)環(huán)境有一定的污染，在提升其PCE及穩(wěn)定性的同時(shí)還需進(jìn)一步解決電池環(huán)保的問(wèn)題。

3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）是當(dāng)今光伏研究領(lǐng)域最為熱門的話題之一，自2009年被提出以來(lái)得到迅速發(fā)展。目前PSCs實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的PCE已達(dá)23.3%，開(kāi)路電壓最高可達(dá)1.78 V，其性能已能與商業(yè)化的多晶硅太陽(yáng)能電池相媲美，且成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池，具有極其廣闊的發(fā)展前景。

通常PSCs的主要組成部分包括：FTO導(dǎo)電玻璃基底、電子傳輸層、光敏層、空穴傳輸層、金屬或碳對(duì)電極。其中由鈣鈦礦材料構(gòu)成的光敏層是PSCs的核心部分，其主要作用是吸收太陽(yáng)光。由于鈣鈦礦材料的能帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可通過(guò)原子替換的方式調(diào)節(jié)帶隙，使其能級(jí)與電子、空穴傳輸層更加匹配，以達(dá)到更好的載流子傳輸效率。這使得PSCs的PCE提升空間巨大，使其成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

鈣鈦礦材料屬于ABX結(jié)構(gòu)，其中：A為有機(jī)陽(yáng)離子；B為金屬離子；X為鹵素基團(tuán)。在該結(jié)構(gòu)中，B占據(jù)立方晶胞體心位置，X占據(jù)立方體的6個(gè)面心位置，而有機(jī)陽(yáng)離子A占據(jù)了立方體晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)位置。

當(dāng)前研究和使用最多的光敏層材料為有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料（CHNHPbX），其中X（Cl、Br、I）位于面心位置，Pb處于體心位置，占據(jù)由X組成的八面體空隙，而CHNH+則占據(jù)晶胞的頂點(diǎn)位置。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料作為太陽(yáng)能電池的光吸收層，具有光捕獲能力強(qiáng)、吸光范圍廣、載流子遷移率高及擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；空穴傳輸層一般采用spiro-OMeTAD、PEDOT∶PSS或P3HT等有機(jī)空穴傳輸層材料；電子傳輸層材料常用無(wú)機(jī)金屬氧化物半導(dǎo)體TiO或ZnO；而對(duì)電極材料目前常用價(jià)格較為低廉的碳材料來(lái)代替昂貴的金屬電極材料。

目前有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的PCE已超過(guò)23%，可滿足商業(yè)化需求，但還存在以下問(wèn)題：①高效率PSCs所使用的有機(jī)空穴傳輸材料價(jià)格昂貴、合成工藝復(fù)雜且對(duì)純度要求極高，使得高效的PSCs成本較高，不利于向民用化發(fā)展；②有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料中的甲胺基團(tuán)對(duì)水蒸氣和氧氣十分敏感，容易受潮和氧化，使電池穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的使用壽命不如晶體硅太陽(yáng)能電池；③PSCs仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，有效使用面積較小，難以投入商業(yè)化應(yīng)用。

進(jìn)一步降低PSCs的成本，研究穩(wěn)定的低成本無(wú)機(jī)材料來(lái)取代有機(jī)材料對(duì)PSCs商業(yè)化應(yīng)用來(lái)說(shuō)很有意義。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的無(wú)機(jī)空穴傳輸層材料可以使用CuI、CuSCN、NiO、石墨烯和碳納米管等。無(wú)機(jī)空穴傳輸材料可以用來(lái)取代有機(jī)空穴傳輸材料，同時(shí)也可以和有機(jī)材料混合或?qū)盈B。由于無(wú)機(jī)空穴傳輸層材料比有機(jī)材料穩(wěn)定性好，不易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此使用無(wú)機(jī)空穴傳輸材料還能提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性。2013年，韓宏偉課題組報(bào)道了一種基于全絲網(wǎng)印刷技術(shù)，以碳電極作為對(duì)電極，TiO多孔層作為電子傳輸層，ZrO作為間隔層，而無(wú)需空穴傳輸層的全介觀PSCs，且目前這種結(jié)構(gòu)的電池PCE可達(dá)15%以上，無(wú)空穴傳輸層PSCs的出現(xiàn)進(jìn)一步降低了其生產(chǎn)成本，使PSCs向商業(yè)化發(fā)展方向更進(jìn)了一步。

典型的無(wú)空穴傳輸層PSCs結(jié)構(gòu)包括碳對(duì)電極、ZrO間隔層、鈣鈦礦層、TiO多孔層、TiO致密層和透明導(dǎo)電基底，這些部分的材料選擇、性能以及成膜的厚度都極大地影響著電池性能。多孔層材料也可選用AlO、NiO、ZnO等寬禁帶金屬氧化物，但根據(jù)目前的研究情況來(lái)看其性能不如TiO。且可通過(guò)對(duì)TiO材料進(jìn)行改性得到不同的納米結(jié)構(gòu)的TiO材料，如納米線、納米帶等，不同結(jié)構(gòu)的TiO的形態(tài)、尺寸以及成膜的厚度均極大地影響著電池性能，因此對(duì)于TiO多孔層的研究及改性對(duì)于提高PSCs效率意義重大。

由于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中甲胺基團(tuán)易受外界環(huán)境溫濕度影響，從而導(dǎo)致電池穩(wěn)定性較差，在長(zhǎng)時(shí)間的戶外光照條件下工作會(huì)使其轉(zhuǎn)化效率大幅下降，且電池的制造過(guò)程需在嚴(yán)苛的溫濕度條件下進(jìn)行，從而提高了生產(chǎn)成本。因此，提升PSCs的穩(wěn)定性，發(fā)展高穩(wěn)定性的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池成為當(dāng)今光伏領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。

2016年金鐘教授課題組首次提出全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的新概念：以Cs代替甲胺集團(tuán)占據(jù)晶胞的頂角位置，Pb和Br分別占據(jù)晶胞的體心及面心位置，合成了CsPbBr以取代不穩(wěn)定的CHNHPbX，并以納米碳材料作為對(duì)電極制備出全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，是首個(gè)完全以無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的PSCs器件。這種基于CsPbBr的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性極高，可在相對(duì)濕度90%以上的空氣中持續(xù)工作2000 h以上而性能無(wú)明顯變化，并可以承受120 ℃以上的極端溫差范圍，且由于CsPbBr的穩(wěn)定性極好，不易受周圍環(huán)境溫濕度的影響，材料的合成與制備可直接在空氣中進(jìn)行，而無(wú)需在真空手套箱中操作，從而進(jìn)一步優(yōu)化了PSCs的制備工藝，并降低了生產(chǎn)成本。

目前基于鹵化銫的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的PCE已超過(guò)13%，可印刷的介觀型無(wú)空穴傳輸層CsPbBr全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的PCE也已達(dá)到8.2%，而相比于純的CsPbBr材料，可通過(guò)離子摻雜及制備工藝的溫度控制等手段對(duì)其進(jìn)行改性處理。通過(guò)摻雜改性后的材料作為吸光層，其PCE相比于純的CsPbBr有明顯提升。常用于摻雜的離子有Ca、Cd、Sn、Sr、Mn等。最新報(bào)導(dǎo)的利用兩步法旋涂工藝并通過(guò)Sm的摻雜，得到的基于CsPbSmBr的無(wú)空穴傳輸層全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的PCE達(dá)到10.14%，開(kāi)路電壓高達(dá)1.59 V，因此對(duì)于鈣鈦礦材料的摻雜及改性的研究也是實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定且低成本PSCs的一種重要方法。

目前，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已經(jīng)取得可以和晶體硅太陽(yáng)能電池相媲美的性能。但是，首先，在商業(yè)化利用之前，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池還需要改善上述缺陷，因此發(fā)展無(wú)空穴傳輸層結(jié)構(gòu)和全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是當(dāng)前的主要方向。其次，目前大部分高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池所使用的鈣鈦礦材料都含有具有毒性的Pb元素，盡管含量極少，但其商業(yè)化應(yīng)用可能會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題，因此也會(huì)遭到質(zhì)疑。最后，雖然目前已能開(kāi)發(fā)面積大于l cm的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，但是這與商業(yè)化需求還相差甚遠(yuǎn)，PSCs還需要進(jìn)一步的發(fā)展才能走向商業(yè)化道路。

4 總結(jié)

本文主要介紹了目前較受關(guān)注的幾類新型太陽(yáng)能電池，相比于傳統(tǒng)晶體硅太陽(yáng)能電池，第三代新型太陽(yáng)能電池具有更大的發(fā)展?jié)摿?。有機(jī)薄膜及染料敏化太陽(yáng)能電池的低成本、環(huán)境友好的特性有利于太陽(yáng)能電池向商業(yè)化、民用化方向推廣；量子點(diǎn)、無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的高穩(wěn)定性、高理論效率及較長(zhǎng)的使用壽命使高效、穩(wěn)定太陽(yáng)能電池的實(shí)現(xiàn)成為可能；而同時(shí)在短短幾年的發(fā)展中兼具低成本、高效率的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的PCE已與硅基太陽(yáng)能電池相當(dāng)，且制造成本相對(duì)較低。目前正備受關(guān)注的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池?fù)碛休^好的穩(wěn)定性，若能進(jìn)一步提升其PCE、解決含鉛及大面積制備技術(shù)等問(wèn)題，在不久的將來(lái)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以及其他的新型太陽(yáng)能電池將取代晶體硅太陽(yáng)能電池成為光伏領(lǐng)域的主導(dǎo)，使人類對(duì)能源的有效利用更上一個(gè)新的臺(tái)階。