鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為一種新型低廉光伏技術(shù)在近年來(lái)備受關(guān)注。自從2009年日本科學(xué)家Miyasaka報(bào)道鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以來(lái)，在短短的幾年內(nèi)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%上升到22.7%。與此同時(shí)，鈣鈦礦電池的器件穩(wěn)定性也大幅度提高。這些高速的發(fā)展背后是世界各國(guó)科學(xué)家針對(duì)鈣鈦礦電池的基礎(chǔ)科學(xué)難題的理解以及器件技術(shù)瓶頸的攻關(guān)。尤其是，在2017年，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在規(guī)模化制備，器件穩(wěn)定性，乃至毒性等各個(gè)方面都有著驚喜表現(xiàn)。 

1. 新型通用鈣鈦礦器件空穴傳輸界面

界面損失是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池商業(yè)化之路上的一個(gè)重大問(wèn)題。尋找一個(gè)通用的可溶液制備穩(wěn)定并廉價(jià)的界面異常重要。

Christoph J Bravec 等人發(fā)現(xiàn)，使用Ta摻雜的WOx/共聚物組成的空穴傳輸層（PDCBT/Ta-WOx）可以形成準(zhǔn)歐姆接觸，有效降低界面勢(shì)壘，阻止金屬Au遷移，結(jié)合使用C60單層自組裝膜（C60-SAM）作為電子傳輸層，可以使得新型的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率可達(dá)21.2%，并且可以穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)1000小時(shí)。

文獻(xiàn)銜接：http://science.sciencemag.org/content/358/6367/1192

2. 鈣鈦礦量子點(diǎn)電池

鈣鈦礦量子點(diǎn)電池在低毒性溶液制備以及穩(wěn)定性方面相對(duì)于普通鈣鈦礦薄膜電池有著*的優(yōu)勢(shì)，但是鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的效率相對(duì)較低，主要是因?yàn)殁}鈦礦量子點(diǎn)內(nèi)部的載流子傳輸性能相對(duì)較差。

美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室Joseph M. Luther等人使用鹵化物鹽類(lèi)表面處理CsPbI3鈣鈦礦量子點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)處理后的鈣鈦礦量子點(diǎn)的載流子傳輸性能大大提高，取得了13.43%的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池記錄效率。

文獻(xiàn)銜接：http://advances.sciencemag.org/content/3/10/eaao4204

3. 新型鈣鈦礦器件電子傳輸層

二氧化鈦電子傳輸層是目前鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的*的組成部分，但是二氧化鈦的光催化特性等因素可引起鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光照穩(wěn)定性等問(wèn)題。

韓國(guó)UNIST大學(xué)Seok等人使用溶膠法制備了La金屬摻雜的BaSnO3鈣鈦礦電極材料，用于取代傳統(tǒng)鈣鈦礦電池里面的二氧化鈦，不僅取得了21.2%的效率，更大大改善了MAPbI3基的鈣鈦礦電池的光照穩(wěn)定性。在1000小時(shí)的一個(gè)太陽(yáng)能強(qiáng)度下運(yùn)行，保留了93%的效率。

文獻(xiàn)銜接：http://science.sciencemag.org/content/356/6334/167

4. 鈣鈦礦器件的缺陷控制

鈣鈦礦晶體材料內(nèi)部的深缺陷(deep defects)可使得載流子復(fù)合而損失鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率。

韓國(guó)UNIST大學(xué)Seok等人通過(guò)引入過(guò)剩碘離子到FAPbI3基鈣鈦礦的兩步分子交換制備過(guò)程，減少了所得鈣鈦礦薄膜的深缺陷，獲得了小面積22.1%的記錄效率

文獻(xiàn)銜接：http://science.sciencemag.org/content/356/6345/1376.full

5. 鈣鈦礦電池組件的制備方法

目前報(bào)道的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率大多為小面積器件效率，但鈣鈦礦電池組件效率相對(duì)較低，主要難點(diǎn)在于高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的大面積制備。

Han等人報(bào)道一種無(wú)需真空無(wú)需溶劑的快速廉價(jià)方法，成功獲得了均勻平整的大面積鈣鈦礦薄膜，36.1cm²的組件認(rèn)證效率為12.1%。

文獻(xiàn)銜接：https://www.nature。。ｃｏｍ/articles/nenergy201738

6. 2D-3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)

用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的三維（3D）鈣鈦礦材料在室外環(huán)境（水，氧氣以及紫外光）下的穩(wěn)定性較弱。另一方面，二維（2D）鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性較好但是器件性能較差。

Snaith等人為了克服以上難點(diǎn)，把3D和2D鈣鈦礦結(jié)合在同一薄膜中，形成3D-2D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)，獲得既具有光電轉(zhuǎn)化性能（~17%）又具著非常好的室外穩(wěn)定性。

文獻(xiàn)銜接：https://www.nature。。ｃｏｍ/articles/nenergy2017135