研究目的
研究使用硫化铋碘化物(BiSI)中间层以提高基于BiI3的太阳能电池中的电荷分离和光伏性能。
研究成果
在基于BiI3的太阳能电池中引入BiSI中间层可显著改善电荷分离和光伏性能，实现1.21%的功率转换效率。该研究凸显了BiSI作为电子受体增强电荷提取的潜力，并建议进一步优化器件结构以提高效率。
研究不足
该研究的局限性在于所实现的功率转换效率（1.21%）相对理论极限（28%）较低。已确定BiI3中较短的载流子寿命以及薄膜形貌和器件结构的优化需求是未来改进的方向。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用瞬态光学光谱技术探究含BiSI中间层的BiI3基光活性层中的电荷分离现象。研究方法包括薄膜制备、XRD、SEM、紫外-可见光谱及瞬态吸收光谱表征，以及太阳能电池的制备与测试。
2：样本选择与数据来源：
样本包含有无BiSI中间层的BiI3薄膜，分别制备于不同基底（Al2O3、TiO2、SnO2）并经不同温度（100°C和200°C）退火处理。
3：TiOSnO2）并经不同温度（100°C和200°C）退火处理。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：所用仪器包括PANalytical X’Pert Pro MRD衍射仪（XRD）、LEO Gemini 1525扫描电镜（形貌分析）、岛津2600分光光度计（紫外-可见光谱）及氮激光器（瞬态吸收光谱）。
4：实验流程与操作步骤：
流程包括旋涂电子传输层前驱体溶液、沉积二甲基戊基硫代氨基甲酸铟溶液形成In2S3层、旋涂BiI3溶液并退火形成BiSI/BiI3层。太阳能电池结构为ITO/SnO2/BiSI/BiI3/有机空穴传输层/Au。
5：3层、旋涂BiI3溶液并退火形成BiSI/BiI3层。太阳能电池结构为ITO/SnO2/BiSI/BiI3/有机空穴传输层/Au。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：数据分析包括通过Tauc图确定带隙、XRD图谱晶相分析及基于J-V特性评估光伏性能。
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Keithley 2400 source meter
2400
Keithley
Used for recording the J-V characteristics of the fabricated solar cells.
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PANalytical X’Pert Pro MRD diffractometer
X’Pert Pro MRD
PANalytical
Used for X-ray diffraction (XRD) to investigate the crystallographic properties of the samples.
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LEO Gemini 1525 high-resolution field emission SEM
Gemini 1525
Zeiss
Used for scanning electron microscopy (SEM) to study the morphology of the prepared BiI3 films.
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Shimadzu 2600 spectrophotometer
2600
Shimadzu
Used for UV?vis spectra measurements.
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LCS-100TM solar simulator system
LCS-100TM
ScienceTech
Used for illuminating the samples under test conditions.
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