钙钛矿太阳能电池的基本原理可简要概括为：当太阳能电池在接收太阳光照射时，能量大于较大的光子比禁带宽度要大，这些能量能使光吸收层中的电子和空穴分离。由于光吸收层和电子传输层之间有着导带能级差异，因此电子经过经导带能级比较高的光吸收层传输至电子传输层再流向了电极。同时，空穴自然经空穴传输层注入到金属电极上，从而产生电流，实现了电池的光电转换。

图1。1 钙钛矿材料的晶胞模型及晶体堆积图[43]                 图1。2钙钛矿太阳能电池的结构示意图

1。2。3钙钛矿薄膜的制备方法文献综述

常见的制备有机无机杂化钙钛矿薄膜的方法有一步混合溶液法、两步顺序沉积法、双源蒸汽沉积法、蒸汽辅助溶液加工法[22]。

一步混合溶液法简称一步法，其最大的特点是操作相对于其他方法来讲较为简单易行，因此成为了在实验室制备电池最为常用的方法。一般情况下是将MAX和PbX2(X: 碘, 溴, 氯)按1∶1或3∶1 的物质的量比混合，使用高沸点的极性溶剂溶解，高温混合几个小时来制得澄清透明溶液， 随后用旋涂法将这个溶液涂布在基底上，通过高温退火可以使旋涂的前驱体溶液转变为钙钛矿晶体薄膜。

两步顺序沉积法两步法由Mitzi等人开发[21]，先用旋涂法制备一层PbI2的薄膜作为钙钛矿前驱体，再浸泡在MAX的异丙醇中，通过离子的扩散渗透再键合过程形成钙钛矿薄膜。两步法最大的优势在于对控制钙钛矿形貌有利, 这很大程度上能够提高器件光电性能的可重复性[23]。研究表明，在两部顺序沉积法中，第一步在基片上制备的PbI2结晶速度非常快且通常形成的晶粒大小不一，会影响到钙钛矿最终的形貌。通过加入溶剂DMSO可以与Pb2+较好的接触并有结合起来,较强的相互作用可以减缓PbI2结晶的速度，从而获得比较均匀质量较的钙钛矿薄膜, 效率达到13。5%[24]。

双源蒸汽沉积法是一种在通过在真空下蒸汽沉积的方法来制备钙钛矿薄膜的方法，这种方法最新是由Salau 和Mitzi 等研究报导出来的[25-26]。除此之外，Snaith 课题组用这种方法通过实验提高了这种电池的光电性能，制备出了Voc = 1。 07 V，Jsc = 21。 5 mA/cm2 ，PCE = 15。 4% 的太阳能电池器件[27]。相比于溶液旋涂法易形成岛结构，覆盖度小，晶粒粗大但薄膜的均匀性差。用这种方法制备的钙钛矿层的颗粒匀称，基本没有孔状缺陷。

蒸汽辅助溶液加工法是最先由yang课题组报道出来的[28]，这种方法可以看成是两步顺序沉积法与一步前驱体溶液沉积法的一种综合。将PbI2 溶液旋涂在致密TiO2 上, 然后置于在CH3NH3I 蒸汽中，这种方法可以形成表面覆盖率度高、尺寸均匀一致钙钛矿膜。