1. 研究目的与意义（文献综述）

在科技迅速发展的今天，能源和环境是当今人类面临的两大问题。煤炭，石油，天然气等非可再生的化石燃料是人类生产生活的主要能源。化石燃料储量有限，不可再生，随着全球能源使用量的增长，再加上不科学的使用，化石燃料能源日益枯竭，而且燃烧化石能源还会带来一系列的环境问题。近年来，环境污染已经严重威胁到了社会与经济的发展和每个人的生存，随着化石燃料供应的减少和恶劣气候改变，寻找可再生能源的可行来源在持续进行中^[1]。

太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流，可以提供源源不断的洁净能源。在全球性化石能源日已耗尽、环境污染不断加重的今天，太阳能电池将于其他新型能源（燃料电池、氢能、锂离子电池、生物能源等）一起成为不可再生能源的立项补充和替代能源^[2]。当前的太阳能电池基本有以下几类。其中有当前效率最高的gaas薄膜电池，但起成本也最高，而且as具有剧毒性，ga在地球的储量有限^[3]，且只适合像空间站、卫星等特殊场合。晶硅太阳能电池以效率高、稳定性好、技术最成熟而占据着市场约90%，但其晶硅成本价格高，且制备困难，大幅降低其成本很困难，而且污染严重。非晶硅薄膜电池虽然成本低、重量轻，但其光电转换效率低，且在强光下呈衰退态势，使其难以占据市场。染料敏化电池存在液体电解质的漏液问题，且效率并不高，很难产业化。钙钛矿太阳能电池以其高效率低成本的特点异军突起^[4-5]，能量转换效率已从2009年最初液态电池的3.8%^[6]增长到了近期固态电池的22.1%。其可应用于高楼大厦外墙、太阳能屋顶、家庭式发电电站、发电草坪，城市遮荫廊桥等，可制作便携式移动的电子产品或者是艺术展览品，钙钛矿太阳能电池还能制备于柔性衬底，实现止诸如遮阳伞、折叠式帐篷等产品。相比于纯有机太阳能电池，钙钛矿太阳能电池的耐热性强，相比于染料敏化电池的电解质漏液问题，固态的钙钛矿太阳能电池避免了这个问题^[7]。种种优势，使促进了钙钛矿太阳能电池研究的开展与产业化的推动，将成为人类更为廉价与便利的清洁能源，对保护生态平衡、推动人类社会进步和可持续发展具有极为重要的意义。

人类对低成本、高转换效率光伏器件的探索从没有止步^[8]。自2009 年，钙钛矿太阳能电池首次被提出以来^[9]，许多科研公司和高校都对之产生了浓厚的兴趣。国外很多研究所何高校，如英国牛津大学的snaith，美国加州大学的yang、日本东京大学的miyasaka等课题组，企业如美国的global solar、nanosolar、以色列3g solar、瑞士solaronix、德国的巴斯夫basf、日本索尼sony corp、日本夏普sharp solar都在钙钛矿太阳能电池的研究方向做了大量的探索^[10]，目前，欧洲、美国、日本大规模推广光伏并网发电的“屋顶计划”^[11]，更加促进了钙钛矿电池的研究步伐。我国在其研究领域也力争上游、各具特色。华中科技大学的韩宏伟课题组采用价格低廉的碳材料来替代昂贵的金属作为电极，使电池效率达到了12.8%，这是目前无空穴传输层电池的最高效率^[12]。在无空穴传输层的钙钛矿电池研究上，中科院物理研究所的孟庆波研究员已经把效率做到了10%以上^[13]。上海交通大学的韩礼元研究组通过对pbi2结晶的抑制，制得了均匀的无定形态的pbi2薄膜，最后形成晶粒尺寸均匀分布的高质量钙钛矿薄膜，使其电池效率获得良好的再现性^[14]。同时，大连化学物理所、中科院物理研究所、北京化学所等研究所以及清华大学、北京大学、华中科技大学、武汉大学、大连理工大学、上海交通大学等高校的许多课题组，以及七色光科技、杭州众能光电科技有限公司、北京华敏新材料科技有限公司、中国西安宝莱特光电有限公司、中国营口奥匹维特能源有限公司、中国青岛黑金热工能源有限公司等公司，都对钙钛矿太阳能电池进行了深入的研究。到目前为止，我国的钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经达到了19.9％，已经接近国际上的最高水平^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

通过对电极材料的修饰来提高大面积钙钛矿太阳能电池的稳定性，具体分为以下几步：

1、材料体系选择

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，熟悉研究需要的原料、仪器和设备。制定实验技术方案，完成并提交开题报告。

第4－6周：选择cr、ni合金等材料体系，研究材料成分对金属膜导电性的影响。

第7－8周：研究蒸镀条件对金属膜导电性的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

【1】noel n k,stranks s d, abate a, et al. lead-free organic-inorganic tin halide perovskitesfor photovoltaic applications. energy environ sci, 2014, 7: 3061–3068

【2】魏静, 赵清, 李恒, 等. 钙钛矿太阳能电池: 光伏领域的新希望. 中国科学: 技术科学, 2014, 44:801–821

【3】i. repins, m. a.contreras, b. egaas, c. dehart, j. scharf, c. l. perkins, b. to and r. noufi, j.m. prog. 19.9％-efficient zno／cds／culngase2 solar cell with 81.2％ fill factor. photovoltres.appl., 2008, 16, 235-239