一、原理

钙钛矿太阳能电池是一种利用钙钛矿型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。其工作原理主要涉及将太阳能转化为电能的过程。当太阳光照射到钙钛矿吸光层时，激发出电子-空穴对，其中电子从吸光层经过电子传输材料向电极流动，形成电流从而产生电能。钙钛矿太阳能电池主要由钙钛矿吸光层、电子传输材料、电极和导电质子解耦结构等组成。钙钛矿层吸收光子产生激子，由于非常低的库仑力束缚，在室温下激子迅速分离成自由的电子和空穴。分离后的自由载流子在钙钛矿材料中传输，通过传输层传输出去，然后被电极收集形成电流以及电压。这个过程大致可分为激子的产生及分离、自由载流子的传输、载流子的收集及电流的产生，其中也伴随着载流子复合过程。

二、发展

太阳能电池是一种通过光电效应或者光化学反应直接把光能转化成电能的装置。1839年, 法国物理学家Becquerel发现了光生伏特效应，1876年，英国科学家Adams等人发现，当太阳光照射硒半导体时，会产生电流。这种光电效应太阳能电池的工作原理是，当太阳光照在半导体 p-n 结区上，会激发形成空穴-电子对（激子）在p-n结电场的作用下，激子首先被分离成为电子与空穴并分别向阴极和阳极输运。光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路就形成电流。

Fritts在1883年制备成功**块硒上覆薄金的半导体/金属结太阳能电池, 其效率仅约 1%。1954 年美国贝尔实验室的 Pearson，Fuller和Chapin等人研制出了**块晶体硅太阳能电池，获得4.5%的转换效率, 开启了利用太阳能发电的新纪元。

此后, 太阳能技术发展大致经历了三个阶段：**代太阳能电池主要指单晶硅和多晶硅太阳能电池，其在实验室的光电转换效率已经分别达到25%和20.4%；第二代太阳能电池主要包括非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池。第三代太阳能电池主要指具有高转换效率的一些新概念电池, 如染料敏化电池、量子点电池以及有机太阳能电池等。 

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