光伏是新能源一个主要的领域，尤其以分布式光伏发电前景最为诱人。先不说太阳能发电清洁、潜力巨大，单单是我国3亿个家庭有独立住房、几万所学校、旅馆、酒店的屋顶和外立面，几十亿平方米的工业厂房及仓储屋顶，如果都进行分布式光伏发电改造的话，可以想象为中国能源结构优化作出多大贡献。同时，光伏产业也是技术壁垒、资金壁垒都很高的产业，随着行业的不断发展，随着光伏的产业化程度提高以及广阔应用前景，具备着数十倍甚至上百倍的市场空间，在巨大的前景及目前大量产业化应用的情况下，光伏技术飞速发展。


钙钛矿技术已成为全世界最受瞩目的新兴光伏技术，业界期待钙钛矿技术在进一步提高光电转化效率的同时，能够大幅度降低光伏组件的制造成本，钙钛矿光伏组件的成熟应用可以实现光伏平价上网，在电力生产方面将引起一场革命。今年2月份，协鑫纳米发布了其在钙钛矿光伏组件技术方面的突破性进展，已经率先建成10MW级别大面积钙钛矿组件中试生产线，完成了相关材料合成及制造工艺的开发，并已开始100MW量产生产线的建设工作，计划于2020年实现钙钛矿光伏组件的商业化生产。目前全球范围内多家公司都不约而同提速了钙钛矿电池商业化量产的步伐。

什么是钙钛矿型太阳能光伏电池

钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的，最初单指钛酸钙（CaTIO3）这种矿物，也就是是指含钙、钛和氧的矿物，于1839年首次被发现。此后，钙钛矿指代一大类具有与此类矿物相同晶体结构的化合物，把结构与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。其化学成分简写为AMX3，其中A通常代表有机分子，M代表金属（如铅或锡），X代表卤素（如碘或氯）。

钙钛矿型太阳能电池（perovskite solar cells），是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。钙钛矿太阳能电池，采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物作为吸光层，自2009年以来，因制备方式简单、生产成本低廉和光电性能优异而备受关注，光电转换效率由3.8%迅速升至23.7%，成为当前发展最快的光伏技术，是全世界最受瞩目的新兴光伏技术，业界期待钙钛矿技术在进一步提高光电转化效率的同时，能够大幅度降低光伏组件的制造成本。

有趣的是，目前钙钛矿太阳能电池中并没有钙元素，也没有钛元素。其实，它得名于其中的吸光层材料：一种钙钛矿型物质。钙钛矿太阳能电池中常用的光吸收层物质是甲氨铅碘（CH3NH3PbI3），由于CH3NH3PbI3这种材料中既含有无机的成分，又含有有机分子基团，所以人们也将这类太阳能电池称作杂化钙钛矿太阳能电池。


（a）钛酸钙（GaTIO3）晶体的原子结构；（b）钙钛矿太阳能中吸光层物质甲氨铅碘（CH3NH3PbI3）晶体的原子结构。


钙钛矿太阳能电池的基本构造通常为衬底材料/导电玻璃（镀有氧化物层的基片玻璃）/电子传输层（二氧化钛）/钙钛矿吸收层（空穴传输层）/金属阴极（下图）。


（a） 介观结构钙钛矿太阳能电池;（b） 平面异质结结构钙钛矿太阳能电池

由于物质整体上必须保持电中性，电子（带负电）被激发后就会同时产生一个额外的带正电的对应物，物理学上将其叫做空穴（带正电）。这样的一个“电子--空穴对”就是科学家们常说的“激子”。

原标题：​什么是钙钛矿型太阳能光伏电池？