钙钛矿材料

基本介绍

钙钛矿是指一类陶瓷氧化物，其分子通式为ABO3 ；此类氧化物最早被发现，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙（CaTiO3）化合物，因此而得名 。呈立方体晶形。在立方体晶体常具平行晶棱的条纹，系高温变体转变为低温变体时产生聚片双晶的结果。钙钛矿是由特定晶体结构所 定义的一种材料类别，它们可以包含任意数量的元素，用在太阳能电池当中的一般是铅和锡。

应用前景

由于钙钛矿材料特殊的结构，使它在高温催化及光催化方面具有潜在的应用前景。另外除晶体硅外，钙钛矿也可用来制作太阳能电池的替代材料。钙钛矿太阳能电池可以应用于构建集成光伏、便携式产品、可穿戴电子产品和近空间应用等，也 可以集成到物联网系统中包括无线传感器、智能家居设备等各种设备和应用。

钙钛矿材料在太阳能电池方面的应用，不仅转换效率有明显优势，制作工艺也相对简单。因此，更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池，很有可能改变整个太阳能电池的格局。今后，它的发电成本甚至有可能会比火力发电还低。另外无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池结构 简单、制备步骤更加简化、更高的性价比，是新型钙钛矿太阳能电池研究的重要方向。

然而钙钛矿太阳能电池未来的发展仍面临以下几个方面的问题和挑战：多孔支架层的低温制备和柔性化；廉价、稳定、环境友好的全光谱吸收钙钛矿材料的设计和开发；高效、低成本空穴传输材料的制备等。此外，发展适合工业化生产的电池制备工艺也是十分必要的。优异的性能和低廉的成本 必能使钙钛矿太阳能电池成为硅电池的有力竞争者， 在未来能源结构中占有重要的地位。

显示领域，钙钛矿材料以其高发光效率和可调节的颜色输出，迅速应用于LED和显示器。钙钛矿LED已成为下一代显示技术的热门候选者。高效能的钙钛矿LED不仅能让屏幕更亮、颜色更真实，其续航也能更强。此外，高亮度、低能耗的光源对于精密手术、生物检测等具有重要意义。甚至在航空航天时，钙钛矿LED都有可能发挥重要作用。钙钛矿材料因其独特的电磁性质和氧化还原活性，还可以被用于催化剂。钙钛矿复合氧化物作为极具发展潜力的新型催化剂，被广泛应用于汽车尾气净化、化工生产、有机物合成等多个领域。钙钛矿复合氧化物 催化剂还能高效催化二氧化碳还原和甲烷活化，将它们转化为高附加值的化学品和燃料。