研究目的
研究磷酸钝化SnO2电子传输层对钙钛矿太阳能电池性能的影响。
研究成果
在SnO2电子传输层中引入磷酸基团显著改善了其光电性能和钙钛矿太阳能电池的性能。研究发现磷酸的最佳浓度为7.4%，由此制备的冠军器件实现了21.02%的光电转换效率。该方法能有效提升高性能钙钛矿太阳能电池电子传输层的质量。
研究不足
该研究受实验装置的技术限制以及磷酸浓度优化以实现最大效率的潜力所制约。该方法的应用可能还受到制备工艺稳定性和可扩展性的限制。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用磷酸对SnO?电子传输层（ETLs）进行钝化处理，旨在消除表面悬挂键并提高电子收集效率。通过理论模型和详细流程分析磷酸浓度对SnO?性能的影响。
2：样本选择与数据来源：
制备不同磷酸浓度的SnO?前驱体样本。数据采集方法包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）。
3：实验设备与材料清单：
设备包含FTIR光谱仪、XRD、HRTEM、XPS、太阳光模拟器和半导体参数分析仪。材料包括SnO?胶体、磷酸及钙钛矿前驱体。
4：实验流程与操作步骤：
通过旋涂法制备SnO? ETLs后进行退火处理，在其上沉积钙钛矿层，并通过多种表征技术评估性能。
5：数据分析方法：
采用修正的Mott-Gurney定律计算电子迁移率，通过XPS光谱分析元素组成，利用J-V曲线和EQE测量评估太阳能电池性能。
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获取完整内容-
SnO2 colloid
Alfa Aesar
Used as an electron transport layer material in perovskite solar cells.
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PbI2
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of perovskite precursor.
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PbBr2
Aladdin
Used in the preparation of perovskite precursor.
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DMF
Aladdin
Used as a solvent in the preparation of perovskite precursor.
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DMSO
Aladdin
Used as a solvent in the preparation of perovskite precursor.
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ITO glass
CSG Holding Co., Ltd.
Used as a substrate for the fabrication of perovskite solar cells.
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Solar simulator
Oriel, Sol3A
Used to measure the current-voltage (J-V) curves of PSCs.
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FTIR spectrometer
Thermo, NICOLET 6700
Used to characterize the categories of chemical bonds in the SnO2 films.
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HRTEM
Talos F200x
Used to determine the structure of SnO2 thin films in nano-scale.
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XRD
BRUKER, D8 ADVANCE DAVINCI
Used to conform the crystal structure of SnO2 nanocrystals.
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XPS
Kratos, Axis Ultra DLD
Used to analyze the components of SnO2 and P-SnO2 thin films.
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Semiconductor parameter analyzer
Keithley, 4200-SCS
Used to carry out the J-V curves of SnO2 and P-SnO2 films.
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SPM
Veeco, Dimension 3100
Used to measure the morphologies and surface potentials of the SnO2 and P-SnO2 films.
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SEM
Hitachi, S4800
Used to capture the morphology of perovskite surface and the cross section of the PSC.
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UV/Vis spectroscopy
Perkin-Elmer, Lambda 950
Used to determine the transmittances of SnO2 and P-SnO2.
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Ellipsometer
J.A.Woollam, M-2000DI
Used to measure the reflection indexes to get extinction coefficients.
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EIS
Solartron analytical, 1470E
Used to carry out the charge transport property of the PSCs.
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