研究目的
研究开发一种新型、简单且独特的斜向静电喷射(OEI)技术,在无真空环境下于FTO基底上沉积TiO2致密层(CL),用作平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的电子传输层(ETL)。
研究成果
无真空环境下,OEI技术成功在FTO基底上沉积了高质量TiO2致密层,使平面钙钛矿太阳能电池的功率转换效率达到13.19%。该技术为制备高效电子传输层提供了一种简单、低成本且可扩展的方法,通过表面工程或元素掺杂有望进一步提升性能。
研究不足
虽然电润湿诱导喷射技术前景广阔,但要实现大规模生产仍需进一步优化,包括开发多喷嘴系统以解决当前单喷嘴覆盖宽度的限制问题。同时,器件特性中的迟滞现象也需尽量减小。
1:实验设计与方法选择
开发了一种新型斜向静电喷墨(OEI)技术,用于在FTO基底上沉积TiO2致密层(CL)。通过调控涂覆时间实现对表面形貌和厚度的精确控制。
2:样品选择与数据来源
采用FTO图案化玻璃基底。制备不同浓度的TiO2前驱体溶液,分别通过OEI法、旋涂法和喷雾热解法沉积以进行对比研究。
3:实验设备与材料清单
FTO图案化玻璃基底、碘化铅(PbI2)、溴化甲铵(MABr)、溴化铅(PbBr2)、甲脒碘(FAI)、碘化铯(CsI)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、钛酸二异丙酯双(乙酰丙酮)盐、异丙醇、泰尔茂注射器、San-ei Tech公司TT锥形喷嘴、马弗炉、Keithley 2401数字源表、单色氙弧光系统、场发射扫描电子显微镜(日立S-4800)。
4:实验流程与操作步骤
对FTO基底进行清洗并UV臭氧处理。采用优化参数的OEI法沉积TiO2前驱体溶液,经干燥和烧结处理成膜。随后在TiO2致密层上旋涂钙钛矿活性层,再依次沉积空穴传输层和金电极。
5:数据分析方法
通过扫描电镜观察表面形貌,在模拟太阳光条件下测量J-V特性曲线,采用IPCE测试验证短路电流密度(Jsc)数值。
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获取完整内容-
Field emission scanning electron microscopy
S-4800
Hitachi High-Tech
Used to examine the surface morphology of the deposited TiO2 films.
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Keithley 2401 digital source meter
2401
Keithley
Used to measure the current density versus voltage (J-V) characteristics of the solar cells.
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FTO-patterned glass substrates
Asahi glass
Used as the substrate for depositing TiO2 compact layers.
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Terumo syringe
10 ml
Terumo
Used to hold and dispense the TiO2 precursor solution.
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TT taper nozzle
0.21 mm internal diameter
San-ei Tech Ltd
Used for the oblique electrostatic inkjet deposition of TiO2.
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Monochromatic xenon arc light scheme
SMI-250JA
Bunkoukeiki
Used to measure the incident photon-to-electron conversion efficiency (IPCE) of the solar cells.
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