研究目的
采用苯乙基碘化铵(PEAI)修饰NiOx与钙钛矿层界面以研究反式钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。
研究成果
采用PEAI修饰NiOx/钙钛矿界面的p-i-n型反式钙钛矿太阳能电池实现了20.31%的冠军光电转换效率(PCE),显著高于对照器件(16.54%)。PEAI修饰还提升了电池的热稳定性和耐湿性,在85°C老化10小时后和RH 15%环境下存放65天后分别保持原始PCE值的75%和72%。研究表明,PEAI修饰的NiOx/钙钛矿界面能同步钝化缺陷、形成准二维PEA2PbI4晶粒层、阻隔电子向界面传输、改善钙钛矿结晶度并增强界面接触性能,从而获得更高PCE和更优稳定性。
研究不足
该研究聚焦于采用PEAI对NiOx/钙钛矿界面进行改性及其对钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的影响。潜在优化方向包括进一步理解性能与稳定性提升背后的机理,以及探索制备工艺的可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
本研究制备了具有FTO/NiOx改性PEAI/MAPbI3/PCBM/AgAl基础结构的反式钙钛矿太阳能电池。通过旋涂不同浓度的PEAI修饰NiOx层以改善NiOx/钙钛矿界面。
2:样品选择与数据来源:
钙钛矿前驱体溶液由碘化甲铵(MAI)和碘化铅(PbI2)溶于DMSO与GBL混合溶剂配制而成。PEAI以不同浓度溶解于异丙醇(IPA)。
3:实验设备与材料清单:
设备包括场发射扫描电镜(FESEM)、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计、源表、光功率计、电化学工作站、X射线衍射仪(XRD)、掠入射广角X射线散射仪(GIWAXS)、紫外光电子能谱仪(UPS)及X射线光电子能谱仪(XPS)。材料包含醋酸镍四水合物(Ni(Ac)2·4H2O)、氯化锶(SrCl2)、MAI、PbI2、DMSO、GBL、PEAI、IPA、PCBM及AgAl。
4:2)、MAI、PbIDMSO、GBL、PEAI、IPA、PCBM及AgAl。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:依次包括在FTO玻璃上旋涂Sr@NiOx、旋涂PEAI溶液、旋涂钙钛矿薄膜、旋涂PCBM层以及热蒸镀AgAl金属电极。
5:数据分析方法:
通过扫描电镜(SEM)、光致发光(PL)、电化学阻抗谱(EIS)、C-V特性及M-S曲线评估钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能与稳定性。
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