有机无机杂化钙钛矿材料由于具有优异的光学、电学性能以及简单的合成方法和低廉的成本，受到了光伏领域研究人员的青睐。自2009年首次报道采用有机无机杂化钙钛矿作为光伏吸收材料以来，钙钛矿太阳能电池的研究取得巨大的进展，目前报道的最高认证转换效率达23.7%，已经接近硅太阳能电池报道的最高转换效率。钙钛矿太阳能电池结构一般包含阳极、空穴传输层、光吸收转换层即钙钛矿薄膜层、电子传输层和阴极，其中电子传输层起着阻挡空穴和传输电子的作用。常规的电子传输层有氧化钛、氧化锌、氧化锡以及富勒烯族材料，其中氧化锡是近四年来被广泛研究的材料，最近报道的基于氧化锡的钙钛矿太阳能电池最高转换效率已经超过22 %。氧化锡具有可在低于200 ℃条件下制备的优势，同时其电子迁移率、光透过率都相对于氧化钛要高，目前已经出现作为主流电子传输层的趋势。

　　近日，电子科技大学光电科学与工程学院李世彬教授课题组对基于氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池进行了总结，在Solar RRL期刊发表相关进展报告文章，其文章的总体思路是：首先介绍钙钛矿太阳能电池发展和各种电子传输层的比较，然后介绍基于氧化锡的钙钛矿太阳能电池的结构，接着介绍针对氧化锡层电学性能等方面进行优化的相关工作，最后总结全文和展望钙钛矿太阳能电池的发展。文章具体内容如下：

　　在文章第一部分（Introduction部分），首先介绍了钙钛矿材料的特性，然后简要介绍了钙钛矿太阳能电池的发展历程，最后重点对比了不同电子传输层的特性，突出氧化锡作为电子传输材料的优势。

　　第二部分介绍了基于氧化锡的不同结构钙钛矿太阳能电池，其中包含正型平板结构、正型介孔结构、反型结构和柔性电池结构。每小部分内容中针对不同结构太阳能电池中纯氧化锡层的制备方法进行了总结。其中正型平板结构是基于氧化锡钙钛矿太阳能电池的主流结构，被广泛采用，针对该结构的氧化锡制备方法研究相对较多。在正型平板结构中，氧化锡制备方法分为溶液法和气相沉积法，溶液法中溶液包含纳米颗粒分散液、溶质（如SnCl4）溶液两种，发展各种方法的主要目的是降低氧化锡薄膜制备温度和提高制备氧化锡的大面积性，同时在该小部分最后总结了氧化锡结晶度对钙钛矿太阳能电池的影响，提出基于高温制备的氧化锡钙钛矿太阳能电池光伏性能较差的原因不是结晶度的改变，反而具有一定结晶度的氧化锡更适合用作高效率钙钛矿太阳能电池的电子传输层。正型介孔结构的介孔氧化锡的引入主要是为了提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，其中包含光照稳定性和湿度稳定性。

　　第三部分总结了针对氧化锡电子传输层电学性能改善的相关工作，同时在该部分对相关修饰工作机理做了深入阐述。其中包含对氧化锡形貌的控制，例如采用掺Mg提高氧化锡薄膜高温退火后的致密性、掺Y提高氧化锡纳米片的规则性和有序性；掺入其他元素消除薄膜内部缺陷、调节功函数，改善电荷在电子传输层中的传输，例如掺入Nb可以减少氧化锡内部缺陷，提高电学性能；采用界面修饰消除氧化锡和钙钛矿薄膜之间的界面缺陷，常用的修饰材料有富勒烯衍生物；氧化锡与其他材料结合形成复合材料，充分利用不同材料的各自优势，获得性能更优的电子传输层，例如采用乙二胺四乙酸(EDTA)与氧化锡纳米颗粒形成络合物，用作电子传输层，其电学性能相对两种材料各自作为电子传输层要优异。

　　随着对氧化锡制备工艺等方面的进一步研究，氧化锡必然会成为钙钛矿太阳能电池主流的电子传输材料。相关论文在线发表在Solar RRL ( DOI: 10.1002/solr.201800292 )上，论文第一作者为该组的博士生刘德涛。

　　来源：Materialsviews