鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)

鈣鈦礦太陽能電池由上到下分別為玻璃、FTO、電子傳輸層（ETM）、鈣鈦礦光敏層、空穴傳輸層（HTM）和金屬電極。

其中，電子傳輸層一般為致密的TiO2納米顆粒，以阻止鈣鈦礦層的載流子與FTO中的載流子復(fù)合。通過調(diào)控TiO2的形貌、元素?fù)诫s或使用其它的n型半導(dǎo)體材料如ZnO等手段來改善該層的導(dǎo)電能力，以提高電池的性能。目前報道的最高效率（～19.3%）的電池使用的即是釔摻雜的TiO2。

鈣鈦礦光敏層，多數(shù)情況下就是一層有機金屬鹵化物半導(dǎo)體薄膜。也有人使用的是有機金屬鹵化物填充的介孔結(jié)構(gòu)（TiO2、ZrO2和Al2O3骨架），或者兩者都存在，但沒有證據(jù)表明這種結(jié)構(gòu)有助于電池性能的提高。

空穴傳輸層，在染料敏化太陽能電池中，該層多為液態(tài)I3-/I-電解質(zhì)。由于CH3NH3PbI3在液態(tài)電解質(zhì)中不穩(wěn)定，使得電池穩(wěn)定性差，這也是早期的鈣鈦礦電池的主要問題。后來，Gr?tzel 等采用了如spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS等固態(tài)空穴傳輸材料，電池效率得到了極大提高，并具有良好的穩(wěn)定性。

特別地，鈣鈦礦還可以同時作為吸光和電子傳輸材料或者同時作為吸光和空穴傳輸材料。這樣，就可以制造不含HTM或ETM的鈣鈦礦太陽能電池。

鈣鈦礦電池的優(yōu)勢：

太陽能儲能電池的轉(zhuǎn)換效率發(fā)展速度快，6年時間從3.8%升到20.3%，而2013年十一月美國科學(xué)家在最新研究中發(fā)現(xiàn)，新式鈣鈦太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率或可高達(dá)50%，為目前市場上太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的2倍，這說明了它還有很大的發(fā)展?jié)摿?電池制作工藝簡單實驗室中常采用液相沉積、氣相沉積工藝、液相/氣相混合沉積工藝;

電池發(fā)電成本低甚至有可能會比火力發(fā)電還低;

建筑一體化潛力鈣鈦礦型電池屬于薄膜電池，目前重要就是沉積在玻璃上，還可以通過控制各層材料的厚度和材質(zhì)來實現(xiàn)不同程度的透明度，當(dāng)然效率也會降低，不過這類應(yīng)用是值得嘗試的。例如牛津大學(xué)的實驗室已經(jīng)可以做出半透光（灰褐色）的電池。假如將采光與發(fā)電融為一體的太陽能電池開發(fā)順利，有望成為高樓大廈幕墻裝飾、車輛有色玻璃貼膜等的替代品。

鈣鈦礦電池的劣勢：

材料有毒鈣鈦礦電池材料含有鉛，不過鉛跟其他類型電池含有的砷、鎵、碲、鎘相比，簡直就是小巫見大巫。而美國西北大學(xué)也已研發(fā)出一種用錫代替鉛的鈣鈦礦太陽能電池，不過這種電池的轉(zhuǎn)換效率還只有6%，而且材料非常不穩(wěn)定，目前處于研發(fā)初級階段;

材料不穩(wěn)定鈣鈦礦中的鉛容易氧化使碘揮發(fā)，且當(dāng)晶體遇濕時則易分解。假如我們使用鈣鈦礦電池發(fā)電，它很有可能分解滲出流到屋頂或土壤中;

電池壽命不長目前，壽命最長的鈣鈦礦太陽能電池可達(dá)到1000小時，由華中科技大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院合作研發(fā)。而傳統(tǒng)晶硅電池壽命一般可達(dá)到25年，比鈣鈦礦電池長得多。