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小型能量收集技术指南 || 无铅钙钛矿基太阳能电池的探索

DOI：10.5772/intechopen.83360 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 如今，钙钛矿太阳能电池（PSCs）在加工工艺简便性、材料丰度、建筑一体化应用方面展现出卓越潜力，其器件功率转换效率（PCEs）也极具前景——从2009年的3.8%迅猛提升至2018年的23.3%。然而，常用有机-无机卤化物钙钛矿材料的化学组分中含有的有毒铅元素，阻碍了PSCs的实际应用。本章首先总体讨论钙钛矿晶体结构，以及针对该类电池中铅替代元素的深入研究；第二节将详细阐述锡基钙钛矿的基本特性及其在PSCs中的表现；第三节将探讨铜、锗、铋、锑等其他替代元素；最后将基于章节内容总结挑战与机遇。
作者： Sajid Sajid，Jun Ji，Haoran Jiang，Xin Liu，Mingjun Duan，Dong Wei，Peng Cui，Hao Huang，Shangyi Dou，Lihua Chu，Yingfeng Li，Bing Jiang，Meicheng Li
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研究概述 实验方案

研究目的

研究用无毒元素替代钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的有毒铅（Pb），以实现环保、高效且稳定的太阳能电池。

研究成果

能与卤化物形成八面体晶体结构的无毒元素在无铅钙钛矿太阳能电池领域颇具前景。锡基钙钛矿虽具潜力，但面临氧化和快速结晶的挑战。锗、铋、锑及铜基钙钛矿提供了替代方案，但仍需进一步研究以提升效率和稳定性。添加剂与界面工程可缓解当前部分局限性。

研究不足

基于锡的钙钛矿存在氧化和降解问题，基于锗的钙钛矿带隙较大，且无铅无毒替代材料需进一步优化才能达到与铅基钙钛矿太阳能电池相当的效率和稳定性。

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