研究目的
研究四氢呋喃(THF)和Al2O3对无空穴传输层钙钛矿太阳能电池性能提升的协同效应。
研究成果
研究表明,添加四氢呋喃(THF)可提升钙钛矿薄膜质量,而在二氧化钛/钙钛矿界面引入超薄氧化铝(Al2O3)层能抑制电荷复合,从而提高光伏性能。该钙钛矿太阳能电池在环境条件下展现出优异的长期稳定性,为未来高效低成本无空穴传输层(HTM)钙钛矿太阳能电池的商业化提供了简便途径。
研究不足
该研究未讨论制造工艺的可扩展性或所用材料的成本效益。此外,也未探究在环境条件下超过1000小时的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
该研究采用顺序沉积法在介孔薄膜上制备钙钛矿太阳能电池,使用THF作为添加剂溶剂以提高钙钛矿薄膜质量,并在TiO2/钙钛矿界面引入超薄Al2O3薄膜以抑制电荷复合。
2:样本选择与数据来源:
样本包括无THF和含THF的PbI2生长的钙钛矿薄膜,以及基于Al2O3/TiO2和纯TiO2骨架的钙钛矿太阳能电池。
3:实验设备与材料清单:
设备包括太阳光模拟器(Oriel Sol 3A级AAA,Newport)、紫外-可见分光光度计(PerkinElmer Lambda 1050)、场发射扫描电子显微镜(FESEM,Sirion FEG,美国)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM,JEOL JEM-2010 FEF (UHR))和X射线光电子能谱仪(XPS,Thermo Fisher ESCALAB 250Xi)。材料包括PbI2、THF、DMF、AlCl3?6H2O和嵌段共聚物P123。
4:0)、场发射扫描电子显微镜(FESEM,Sirion FEG,美国)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM,JEOL JEM-2010 FEF (UHR))和X射线光电子能谱仪(XPS,Thermo Fisher ESCALAB 250Xi)。材料包括PbITHF、DMF、AlCl3?6H2O和嵌段共聚物P123。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:流程包括PbI2前驱体溶液的制备、太阳能电池的制备以及薄膜和器件的表征。
5:数据分析方法:
数据分析包括吸收光谱、XRD图谱、光致发光衰减曲线、J?V曲线和IPCE光谱。
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获取完整内容-
UV–vis spectrophotometer
Lambda 1050
PerkinElmer
To obtain absorbance spectra of perovskite films.
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HRTEM
JEM-2010 FEF (UHR)
JEOL
To scan the nanostructure of Al2O3-coated TiO2.
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XPS
ESCALAB 250Xi
Thermo Fisher
For elemental identification and to confirm the existence of Al2O3 over the mesoporous TiO2 layer.
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solar simulator
Oriel Sol 3A class AAA
Newport
To measure the current–voltage characteristics of solar cells under simulated solar spectrum.
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FESEM
Sirion FEG
USA
To observe surface morphologies and cross-sectional images of cell structure.
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