钙钛矿电池好不好

钙钛矿太阳能电池的结构

钙钛矿太阳能电池由上到下分别为玻璃、FTO、电子传输层（ETM）、钙钛矿光敏层、空穴传输层（HTM）和金属电极。

其中，电子传输层一般为致密的TiO2纳米颗粒，以阻止钙钛矿层的载流子与FTO中的载流子复合。通过调控TiO2的形貌、元素掺杂或使用其它的n型半导体材料如ZnO等手段来改善该层的导电能力，以提高电池的性能。目前报道的最高效率（～19.3%）的电池使用的即是钇掺杂的TiO2。

钙钛矿光敏层，多数情况下就是一层有机金属卤化物半导体薄膜。也有人使用的是有机金属卤化物填充的介孔结构（TiO2、ZrO2和Al2O3骨架），或者两者都存在，但没有证据表明这种结构有助于电池性能的提高。

空穴传输层，在染料敏化太阳能电池中，该层多为液态I3-/I-电解质。由于CH3NH3PbI3在液态电解质中不稳定，使得电池稳定性差，这也是早期的钙钛矿电池的主要问题。后来，Grätzel 等采用了如spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS等固态空穴传输材料，电池效率得到了极大提高，并具有良好的稳定性。

特别地，钙钛矿还可以同时作为吸光和电子传输材料或者同时作为吸光和空穴传输材料。这样，就可以制造不含HTM或ETM的钙钛矿太阳能电池。

钙钛矿电池的优势：

太阳能储能电池的转换效率发展速度快，6年时间从3.8%升到20.3%，而2013年十一月美国科学家在最新研究中发现，新式钙钛太阳能电池的转化效率或可高达50%，为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍，这说明了它还有很大的发展潜力;电池制作工艺简单实验室中常采用液相沉积、气相沉积工艺、液相/气相混合沉积工艺;

电池发电成本低甚至有可能会比火力发电还低;

建筑一体化潜力钙钛矿型电池属于薄膜电池，目前重要就是沉积在玻璃上，还可以通过控制各层材料的厚度和材质来实现不同程度的透明度，当然效率也会降低，不过这类应用是值得尝试的。例如牛津大学的实验室已经可以做出半透光（灰褐色）的电池。假如将采光与发电融为一体的太阳能电池开发顺利，有望成为高楼大厦幕墙装饰、车辆有色玻璃贴膜等的替代品。

钙钛矿电池的劣势：

材料有毒钙钛矿电池材料含有铅，不过铅跟其他类型电池含有的砷、镓、碲、镉相比，简直就是小巫见大巫。而美国西北大学也已研发出一种用锡代替铅的钙钛矿太阳能电池，不过这种电池的转换效率还只有6%，而且材料非常不稳定，目前处于研发初级阶段;

材料不稳定钙钛矿中的铅容易氧化使碘挥发，且当晶体遇湿时则易分解。假如我们使用钙钛矿电池发电，它很有可能分解渗出流到屋顶或土壤中;

电池寿命不长目前，寿命最长的钙钛矿太阳能电池可达到1000小时，由华中科技大学和洛桑联邦理工学院合作研发。而传统晶硅电池寿命一般可达到25年，比钙钛矿电池长得多。