研究目的
研究使用亚微米级可溶胀聚合物胶体颗粒(微凝胶)作为添加剂,制备均匀的CH3NH3PbI3(MAPI)钙钛矿薄膜,以提升半透明钙钛矿太阳能电池(PSCs)的覆盖率和性能。
研究成果
研究表明,亚微米微凝胶能有效调控钙钛矿结晶过程,形成覆盖更完整、孔洞更少的半透明薄膜。这些薄膜的光伏性能显著提升,其功率转换效率较未添加微凝胶的对照组有大幅提升。该方法具有可扩展性,适用于其他钙钛矿体系。
研究不足
该研究聚焦于特定亚微米微凝胶的使用及其与CH3NH3PbI3钙钛矿的相互作用。器件的可扩展性和长期稳定性未得到深入探究。
1:实验设计与方法选择
本研究采用亚微米级可溶胀聚合物胶体颗粒(微凝胶)作为添加剂,制备均匀的CH3NH3PbI3(MAPI)钙钛矿薄膜。具体方法是将钙钛矿前驱体与微凝胶的混合溶液旋涂于基底上,随后进行退火处理。
2:样品选择与数据来源
样品制备采用镀ITO玻璃基底并带有TiO2空穴阻挡层。钙钛矿前驱体溶液包含DMF溶剂中的MAI、PbI2、MACl和DMSO,并添加不同浓度的微凝胶。
3:实验设备与材料清单
材料包括N-乙烯基甲酰胺、偶氮二异丁腈、叔丁醇钾、二(2-溴乙基)醚等用于制备钙钛矿前驱体的各类溶剂和化学品。设备包含马尔文Zetasizer Nano ZS(动态光散射测量)、飞利浦XL30场发射扫描电镜和卡尔蔡司Sigma场发射扫描电镜(SEM成像),以及布鲁克D8 Advance衍射仪(XRD图谱)。
4:实验流程与操作步骤
流程包括清洗镀ITO玻璃基底、旋涂TiO2空穴阻挡层、制备并旋涂钙钛矿/微凝胶混合溶液、薄膜退火处理,以及采用多种技术进行表征。
5:数据分析方法
数据分析包含动态光散射测粒径、扫描电镜与原子力显微镜观察形貌、紫外-可见光谱测透过率、X射线衍射测结晶度、光致发光光谱测发光特性,以及X射线光电子能谱分析化学成分与相互作用。
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