第一作者：Yaoguang Rong, Yue Hu, Anyi Mei
通讯作者：韩宏伟、Michael D. McGehee, Edward H. Sargent
通讯单位：华中科技大学、加拿大多伦多大学
核心内容：
综述了钙钛矿太阳能电池商业化之路的方方面面的挑战，尤其是关于两个核心问题：稳定性、规模化！
自2009年横空出世以来不到10年的时间，钙钛矿太阳能电池的研究论文每年成千上万，实验室认证效率从3.8%一路高歌，直达到23.3%，可以媲美商业化多晶硅太阳能电池、CIGS和CdTe薄膜太阳能电池。
然而，钙钛矿太阳能电池的商业化之路，就没有学术界这么通畅了。稳定性和规模化制造是摆在高效率PSC商业化面前的两头拉路虎。
有鉴于此，华中科技大学韩宏伟课题组联合加拿大多伦多大学Michael D. McGehee和Edward H. Sargent团队从器件配置、稳定性、规模放大、可靠性多个方面综述了钙钛矿太阳能电池商业化之路的重大进展和重要挑战。
图1. PSC各种结构配置
要点1：器件配置
钙钛矿太阳能电池的器件配置包括介观正式和反式结构、平面正式和反式结构和可印刷介观结构。一方面，利用这些结构的钙钛矿太阳能电池在0.1 cm2左右的小面积器件上的效率得到飞速提升。另一方面，这些结构的前电池，和现有光伏电池组成的叠层光伏电池表现优异。突破了单结电池的Shockley-Queisser极限。
图2. 不同PSC效率、结构中的化学元素
要点2：器件稳定性
稳定性是钙钛矿太阳能电池的致命问题。不稳定的根源之一在于化学活性的电荷传输材料以及界面失效。解决稳定性的常规策略包括：1）包裹；2）降维；3）超疏水。
经过多年发展，目前可印刷PSC已经可以实现10000h老化测试（1kW/m2, 55℃），相当于欧洲大部分地区户外十年辐照。不过，需要指出的是，PSC标准化测试方法还需要进一步统一化。除此之外，还要提高测试报告的透明化，譬如初始的器件性能、归一化参数等等数据。
图3. 各种PSC的工作稳定性
图4. 提高稳定性的策略
要点3：规模化制备
钙钛矿太阳能电池的规模化制备长期以来都是稳定发展，包括迷你型组件、标准型组件以及大型供能系统。很多光伏公司都已经开始着手去生产大面积PSC组件了， 110 m2的可印刷介观钙钛矿光伏系统也成功出炉。对这些大面积光伏组件和系统的研究，是PSC商业化之路的关键。
图4. PSC光伏组件
总体来说，钙钛矿太阳能电池的研究已经涵盖了从基础研究到产业研究的方方面面。既有材料和实验室电池研究的基础科学问题，又有工业级的制造和应用问题。而这一切，都来源于商业市场对PSC的关注和迫切需求。
未来，我们可能需要在加大光伏组件面积、大规模电级膜、有毒Pb物质回收、标准化测试方法等方面加大力度，为PSC早日商业化之路扫清障碍！
作者简介：
韩宏伟，华中科技大学二级教授，博士生导师，长江学者特聘教授，国家中青年科技创新领军人才。2000年和2005年分别获武汉大学学士和博士学位。2006年澳大利亚蒙纳什大学从事博士后研究。2008年加盟华中科技大学武汉光电国家实验室（筹）。近年来专注于印刷介观太阳能电池研究，在Science、Nature Chem.、Nature Comms.、Energy Environ. Sci.、J. Am. Chem. Soc.等杂志上发表学术论文60余篇，单篇最高被引1100余次。
韩宏伟教授团队长期以来专注于可印刷太阳能电池及光伏组件的研究。他们于2014年在Science报道了一种基于全印刷技术的介观钙钛矿太阳能电池，其特点是通过逐层印刷的方式在导电基板上沉积二氧化钛电子传输层、二氧化锆间隔层、碳对电极层，之后填充钙钛矿吸光材料，该器件不需要使用空穴传输材料作为空穴收集层。通过引入两性分子如（5-氨基戊酸）对钙钛矿材料及界面改性提高器件稳定性及光电转换效率，2013年底通过公证效率达到12.84%，目前实验室稳定光电转换效率已超过16%。
参考文献：
YaoguangRong, Yue Hu, Anyi Mei, Michael D. McGehee5,†, Edward H. Sargent, Hongwei Hanet al.Challenges for commercializing perovskite solar cells. Science 2018, 361,eaat8235.
http://science.sciencemag.org/content/361/6408/eaat8235
