编者按：东海大学将注意力集中在电子传输层上，该组件的首选材料通常是氧化钛，其电子结构这使得从钙钛矿层收集电子变得容易。在研究平面钙钛矿太阳能电池上，提高了器件的效率和稳定性。

东海大学的研究人员在Nano Letters上报道了一项关于在平面钙钛矿太阳能电池中使用不同形式的氧化钛对器件性能的影响的系统研究。
钙钛矿太阳能电池具有23%的当前最大功率转换效率，通过易于制造且成本低廉的器件生产光伏能量具有很大前景。平面细胞由光捕获材料制成的层组成，其结构为钙钛矿，并且通常是混合的有机 - 无机材料。在该层中，吸收的光产生电荷载流子，电子和空穴，然后分别在电子传输层和空穴传输材料中收集，其夹着钙钛矿层。这两层又被电极覆盖，其中一个电极是透明的，以使光进入装置。提高绩效 这些元件中的每一个对于最大化太阳能电池的效率是重要的。

东海大学的Shahiduzzaman，Masao Isomura，Koji Tomita和同事将注意力集中在电子传输层上。该组件的首选材料通常是氧化钛，其电子结构这使得从钙钛矿层收集电子变得容易。氧化钛具有几种晶体多晶型物，包括锐钛矿，板钛矿和金红石。它们具有不同的结构和性质，并且它们独特的形态影响钙钛矿层的质量，因此多晶型的选择影响太阳能电池的整体性能，并且理解这种影响对于优化器件的效率是重要的。在这项工作中，作者专注于锐钛矿和板钛矿形式的氧化钛。锐钛矿廉价，透明且易于集成在太阳能电池中，因此是电子传输层的常见选择，但是板钛矿具有有希望的电子特性，可以提高太阳能电池的效率，并且尚未被广泛研究。

作者使用低温和环保技术制备高导电性和单晶板钛矿纳米粒子，用于生产异相锐钛矿 - 板钛矿和板钛矿 - 锐钛矿电子传输层，以及基于单相锐钛矿和板钛矿的层。为了比较各种电子传输层的性能，研究人员测量了它们的形态，光学和结构特征，评估了层与钙钛矿之间的界面，最后测量了所得太阳能电池的性能。

他们发现单相板钛矿的使用导致14.92%的功率效率，这是迄今为止报道的这种电子传输层的最高性能。对于锐钛矿 - 板钛矿相，异相层的性能高达16.82%。正如作者所评论的那样，“目前的工作提出了一种有效的策略，通过这种策略，开发多相连接电子传输层和操纵界面能带，进一步改善平面钙钛矿太阳能电池的性能，并使清洁和环保的制造低 - 大规模生产。“

平面钙钛矿太阳能电池

在太阳能电池的一侧有第一电极，透明导电氧化物，通常是氟掺杂的氧化锡(FTO)或氧化铟锡(ITO)，接着是电子传输层。在顶部有由钙钛矿材料制成的光吸收层- 一种具有ABX3化学式的材料，其中A和B表示两个带正电的离子，X表示带负电荷的离子 - 然后是空穴传输材料，最后是第二电极，通常由金，银或碳制成。电子传输层并不总是存在，但它有利于电子向电极的传输，因此通常提高了器件的效率和稳定性。

功率转换效率及其测量方式

功率转换效率是太阳转换为电能的入射功率的一部分。必须小心控制测量效率的条件，因为效率不仅取决于太阳能电池的性质，还取决于入射太阳光的光谱和强度以及温度。在实验室中，太阳能电池在25°C下进行测试，同时考虑到太阳光在到达地球表面之前被大气衰减的事实(技术上说，使用的空气质量系数为1.5，AM1.5，使用)。

原标题：如何使用不同形式的氧化钛影响钙钛矿太阳能电池的性能