钙钛矿太阳能电池中电子传输层相连的电极为负极吗？

在钙钛矿太阳能电池中，电子传输层相连的电极通常为负极（阴极），其结构原理与电荷传输机制决定了这一对应关系。以下从电池结构、电荷传输机制及结构类型三方面展开分析：

一、结构组成：电子传输层与负极的直接连接

钙钛矿太阳能电池的核心结构包含透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极。其中，电子传输层位于钙钛矿吸光层与负极之间，其功能是收集并传导钙钛矿层受光激发产生的电子。以正式结构为例，从下至上依次为透明导电基底（负极）、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极（正极）。这种分层设计确保了电子与空穴的定向分离与传输。

二、电荷传输机制：电子流向负极的物理过程

当太阳光照射钙钛矿吸光层时，光子能量激发材料产生电子-空穴对。电子传输层凭借其优异的电子传导性能，将分离出的电子快速传递至负极；同时，空穴传输层将空穴导向正极。这一过程在外电路中形成电荷定向移动，从而产生电流。例如，在标准测试条件下，高效钙钛矿电池的电子传输层（如C60或TiO₂）可实现超过90%的电子提取效率，确保电荷高效分离。

三、结构类型：正式结构与反式结构的电极差异

钙钛矿太阳能电池存在正式结构与反式结构两种主要类型，其电极连接方式有所区别：

• 正式结构：透明导电基底作为负极，其上沉积电子传输层。电子从钙钛矿层经电子传输层流向负极，空穴则通过空穴传输层流向正极。这种结构因制备工艺成熟、效率稳定，成为当前主流设计。

• 反式结构：透明导电基底作为正极，其上沉积空穴传输层。此时，电子传输层位于钙钛矿层与负极之间，电子流向负极的路径与正式结构一致，但整体电荷传输方向相反。反式结构因具有低温制备、迟滞效应小等优势，在柔性器件领域应用广泛。