方国家、柯维俊等 科学出版社
能源是人类赖以生存和发展的物质基础，当前能源短缺和全球变暖引发的各类社会和环境危机正在加剧。在国家碳达峰、碳中和的战略背景下，人类社会的可持续发展迫切需要开发新技术和更加高效地利用可再生清洁能源。太阳能是地球上能源的主要来源，所有可再生能源除地热能和潮汐能外都直接或间接地转化自太阳，因此太阳能的利用是未来发展的一个重要方向。近年来有机无机杂化金属卤化物钙钛矿光伏电池得到高速发展，有望实现产业化应用。
SnO2除了可以用作透明电极，其优异的光电性能也使它成为薄膜太阳能电池中理想的电子传输层的候选者之一。金红石结构的 SnO2 具有直接带隙，带隙值通常为 3.5 ∼4.0 eV。其导带底通常位于 -4.5 eV，与大部分薄膜太阳能电池的吸光层材料能级匹配，有利于得到高质量的 p-n 结。同时， SnO2 的导带能级主要来源于 Sn 5p 与 O 2p 轨道的相互作用，具有较大的色散度和低的电子有效质量，这赋予了 SnO2 高的电子迁移率 (可达 240 cm2/(V·s))，有利于其在薄膜太阳能电池器件中快速抽取光生载流子。而 SnO2 的价带顶则主要由 O 的 p 轨道构成，通常位于较深的 -9 eV，如此深的价带能级对其在太阳能电池器件中阻挡界面复合也起到了关键作用。此外， SnO2 较低的亲水性和较高的酸性反应惰性也使其在采用了环境敏感型吸光层材料的薄膜电池中更具优势，比如，目前大部分高效率的钙钛矿太阳能电池都采用了 SnO2 作为电子传输材料。而其制备方法多样、可低温溶液法制备等优点也使其在柔性电池领域占据一席之地。
因而急需对这样一种重要材料的特性和制备方法及应用加以系统的总结，以便于同行研究者及从业者参考。
氧化锡与钙钛矿太阳能电池
方国家， 柯维俊等 著
北京 : 科学出版社， 2021.12
ISBN 978-7-03-071198-4
本书特点
本书是依据作者课题组多年来在二氧化锡材料的合成、性能研究与太阳能电池应用等方面的成果撰写而成的一本专著。本书系统地介绍了二氧化锡电子导体的制备方法、性能调控，以及在光伏电池特别是钙钛矿太阳能电池领域应用等内容。第 1 章绪论简要介绍二氧化锡的特性、太阳能电池发展状况；第 2章介绍二氧化锡的溶液法制备（sol-gel纳米晶、水溶液量子点、水热纳米片）及其在钙钛矿太阳能电池中的应用；第 3 章介绍二氧化锡的真空法制备(如射频磁控溅射、脉冲激光沉积、原子层沉积和电子束蒸发等)及其在钙钛矿太阳能电池中的应用；第 4~8 章重点介绍二氧化锡材料的掺杂调控及钙钛矿太阳能电池的优化；第 9 章介绍二氧化锡在新型太阳能电池中的应用；最后总结了二氧化锡从材料制备、性能调控到在太阳能电池应用中的优缺点，展望了二氧化锡在太阳能电池领域的发展前景与未来的发展方向。该成果总结成一本著作，可供不同领域的研究学者学习和参考，有利于推动学科的交叉发展。
本书可供物理、化学、材料、微电子与光电子专业的高年级本科生、研究生，以及从事材料和光电领域研究与开发的科技与工程技术人员参考。
本书汇集了学生们充满创新和聪明才智的研究成果，包括 30 余篇发表在国际学术刊物上的论文。我希望将这些研究成果系统地总结归纳出来，以专著的形式出版。这不仅是我们课题组近 8 年来的研究成果的总结，也是课题组老师和学生们多年来共同协作所付出辛苦和收获的见证。并且有关二氧化锡制备方法及改性和光伏电池应用方面的专著还未见出版。我们希望这些成果能够被发扬光大，在实际中得到应用，为科研工作者提供参考与借鉴，并为社会做出贡献。
本书力求理论严谨、结构合理、逻辑清晰、文字精练和图片清晰，按照二氧化锡的制备方法、添加剂工程、界面工程以及在钙钛矿和新型太阳能电池应用的结构类型顺序撰写。为了便于读者查阅，在本书的最后列出了已经发表的与本书内容相关的学术论文和授权的发明专利目录。
作者简介
方国家，武汉大学物理科学与技术学院二级教授、博士生导师。湖北省优秀博士论文和国务院政府津贴获得者。主持国家高技术发展计划、国家自然科学基金重点项目、湖北省技术创新重大专项等30余项课题。
柯维俊，武汉大学物理科学与技术学院教授、博士生导师，国家青年人才项目获得者。