1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，环境问题日益严峻，对社会的发展和人类的生存构成了严重的威胁。在化石能源日益耗尽，环境污染越发严重的当下，太阳能以及其他形式的新型能源逐渐成为了煤、石油、天然气等传统能源的替代品。太阳能作为一种可再生能源，对于满足全球发展过程中日益增长的能源需求有着重要意义。制备基于光伏效应的太阳能电池是实现太阳能向电能转化的一种重要途径。而随着光伏产业的飞速发展^[1]，太阳能电池的能量转换效率不断提高，而且其制作成本不断降低，这使得太阳能电池在光伏产业中的发展前景越发广阔，不仅仅在军工、航空领域，同时在通讯、工业、基础设施等领域也应用广泛。

1839年，俄罗斯矿物学家von perovski首次发现钙钛矿存在于乌拉尔山的变质岩中^[2]。基于介孔tio₂结构的染料敏化太阳能电池(dssc)的研究，初步提出了混合钙钛矿太阳能电池。2009年，日本人kojima等^[3]首次将有机/无机杂化的钙钛矿材料应用到量子点敏化太阳能电池中,制备出第一块钙钛矿太阳能电池，并实现3.8%的光电转换效率。2011年，park等^[4]将ch₃nh₃pbi₃纳米晶粒改为2-3 nm，效率提高到6.5%。但是因为电解质依旧为液态，电池效率衰减很快。为解决钙钛矿太阳电池的稳定性问题，2012年kim等人^[5]将一种固态的空穴传输材料(spiro-ometad)引入到钙钛矿太阳电池中，制备出第一块全固态钙钛矿太阳能电池，电池效率达到9.7%。即使未经封装，电池在经过500 h后，效率衰减很小。随后snaith等^[5]首次将cl元素引入钙钛矿中，并使用al₂o₃替代tio₂，所得电池效率为10.9%。2013年以后，钙钛矿太阳电池发展迅速^[4]。gratzel等人采用的两步沉积方法、snaith等提出的共蒸发法、yang等采用溶液法和蒸发法相结合的方法制备钙钛矿薄膜。都为钙钛矿太阳能电池的发展提供更多的可能。2014年初,韩国的krict研究所已经将钙钛矿电池的转换效率提升到17.9%。随后，yang等^[6]通过掺y修饰tio₂层，将转换效率提升到19.3%。现在krict研究所已经制备出转换效率为20.2%的钙钛矿太阳电池，并已经过认证,这种提升速度前所未有。

近年来，柔性钙钛矿太阳能电池成为钙钛矿太阳能电池研究领域的新课题。它具有质量轻，便携，易于运输、安装等优点。柔性钙钛矿太阳能电池最早在2013年由smith等^[7]在pet基底上研究出来，得到6%的转换效率，目前最高效率达到16.8%。柔性钙钛矿太阳能电池结构可分为电子传输层/钙钛矿层/空穴传输层(n-i-p)和空穴传输层/钙钛矿层/电子传输层(p-i-n)两类。对于n-i-p类型的器件，研究主要集中在传统的tio₂电子传输层的替换和低温制备上，这类柔性电池的目前的最高效率为16.8%；而p-i-n型的器件，研究主要集中在提高器件效率、替换柔性较差的ito提高器件的弯折性能上，这类柔性电池目前最高效率为14.7%。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：分别通过旋涂法和磁控溅射法得到tio₂电子传输层，一步法旋涂钙钛矿光吸收层制得柔性钙钛矿太阳能电池。

材料表征：对实验所制得的柔性钙钛矿太阳能电池进行光电转化性能测试，通过tem、sem、xps、红外等表征手段对其形貌结构进行表征并分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，采用低温法制备tio₂电子传输层以此组装柔性钙钛矿太阳能电池。

第9－12周：采用xrd、sem等测试手段对电池的结构和性能进行表征及测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] liu x, zhao w, cui h, et al.cheminform abstract: organic—inorganic halide perovskite based solar cells —revolutionary progress in photovoltaics[j]. cheminform, 2015, 46(22):315-335.

[2] 赵雨, 李惠, 关雷雷,等. 钙钛矿太阳能电池技术发展历史与现状[j]. 材料导报, 2015, 29(11):17-21.