柔性钙钛矿太阳能电池技术介绍
关于理想的光伏器件，其应当具有光电转换效率高、制造成本低、质量轻、寿命长等特点。以有机铅卤化物钙钛矿作为光吸收材料的太阳能电池，虽然具有较高的能量转换效率（约20%），且可以通过低成本、操作简单的溶液法制备获得，但由于其在自然环境下的持续工作稳定性较差，使其距离大规模商业化生产尚有一定距离。
此外，随着近年来可穿戴设备和柔性电子器件等概念的流行，轻质量、柔性光电器件也逐渐引起了人们的重视。本文即报道了一种新型的高柔性钙钛矿太阳能电池，其具有高达12%的持续工作能量转换效率和高达23W/g的比功率。同时，本文还通过在电池结构中引入氧化铬/铬层的方法，显著提高了电池在自然环境下的稳定性。
电池制备的全部过程均在玻璃载片上进行。电池制备前，预先在玻璃载片上旋涂一层聚二甲基硅氧烷（PDMS），作为后续电池制备的支撑物。电池选用高分子材料聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为衬底，由于其和PDMS之间仅靠范德瓦尔斯力结合，因此在电池制备结束后，可以将电池和玻璃载片轻松地分开。在PET衬底上，通过旋涂含聚乙撑二氧噻吩（PEDOT）、聚苯乙烯磺酸（PSS）、二甲亚砜（DMSO）和表面活性剂的溶液，再经过低温退火、洗涤和干燥过程，最终得到用于空穴收集与传导的PEDOT：PSS层。
之后，通过一步法进行钙钛矿制备。在PEDOT：PSS层上旋涂含氯化铅（PbCl2）、碘化铅（PbI2）和甲胺碘（CH3NH3I）的二甲基甲酰胺（DMF）溶液，低温退火后即可得到钙钛矿层。样品采用两种不同的材料制备电子传导层——N，N'-二甲基-3，4，9，10-二萘嵌苯四甲酸二酰亚胺（PTCDI）或[6，6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）。假如采用PTCDI作为电子传导层，其要在真空腔中通过真空升华法制备得到；假如采用PCBM作为电子传导层，则直接在钙钛矿层上旋涂含PCBM的氯苯、氯仿1：1混合溶剂溶液即可。电子传导层制备结束后，使用蒸镀法，将金属铬缓慢蒸镀至电子传导层表面，得到约10nm厚的氧化铬/铬混合层。
最后，在氧化铬/铬层之上，沉积一层金、铜、铝、或类似的高电导率金属，完成薄膜电池制备过程，形成图1所示的电池结构。在制备好的薄膜电池表面，可以通过喷洒商用聚氨酯（PU）喷涂剂，并静置约24h，形成一层PU包覆层，以防止薄膜电池受到机械损伤。
此外，作为对照组，实验中还制备了以玻璃/氧化铟锡（ITO）为衬底的钙钛矿电池。
本文中，为了制备得到具有高柔性的钙钛矿电池，选用了柔性有机材料PET作为电池衬底。相比于传统玻璃衬底，PET衬底的粗糙度更高，从原子力显微镜扫描结果中可以明显看到这一点。
