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通过双电子传输层提升高效平面钙钛矿太阳能电池的界面电荷提取性能

DOI：10.1002/solr.201900314 期刊：Solar RRL 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 电子传输层（ETLs）的电荷提取对提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能至关重要。本研究成功制备了四种不同ETLs（SnO?、非晶Zn?SnO?（am-ZTO）、am-ZTO/SnO?及SnO?/am-ZTO）的PSCs器件，系统探究了四类ETLs对器件界面复合行为及电荷传输特性的影响。对于双am-ZTO/SnO? ETLs结构，脉冲激光沉积法制备的致密am-ZTO ETL与FTO形成比旋涂薄膜更紧密的物理接触，有效降低漏电流并改善ETL/FTO界面的电荷收集效率。此外，该结构产生较大的自由能差（ΔG），促进钙钛矿向ETLs的电子注入，并形成额外的钙钛矿→am-ZTO电子传输通道进一步提升注入效率?；谒玜m-ZTO/SN? ETLs的器件实现了20.04%的光电转换效率与19.17%的稳态效率。值得注意的是，该器件在150°C低温条件下制备，为PSCs的大规模生产提供了可行方案，并为柔性PSCs发展奠定基础。本研究通过调控ΔG和界面接触设计ETLs以提升PSCs性能的策略具有重要指导意义。
作者： Yanbo Gao，Yanjie Wu，Yue Liu，Cong Chen，Xinyu Shen，Xue Bai，Zhifeng Shi，William W. Yu，Qilin Dai，Yu Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究不同电子传输层（ETLs）对钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的影响，重点关注界面复合行为和电荷传输特性。

研究成果

研究表明，双am-ZTO/SnO2电子传输层通过减少界面复合和增强电荷传输显著提升了钙钛矿太阳能电池的性能。优化后的器件实现了20.04%的光电转换效率，具备低温制备潜力并适用于柔性钙钛矿太阳能电池。该发现为设计高性能钙钛矿太阳能电池的电子传输层提供了新策略。

研究不足

该研究的局限性在于所探究的ETL类型特定以及采用的制备工艺。脉冲激光沉积法（PLD）在大规模生产中的可扩展性可能面临挑战。此外，本研究聚焦于平面钙钛矿太阳能电池（PSCs），其发现可能不直接适用于其他器件结构。

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