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掺杂三氧化钨的碳电极在环境条件下介观钙钛矿太阳能电池中的性能表现

DOI：10.1021/acsomega.9b02934 期刊：ACS Omega 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSC）的稳定性常受有机空穴传输材料（HTMs）影响。本研究报道了以WO3作为无机空穴传输材料用于碳电极，从而提升环境条件下制备的PSC稳定性的效果。该电池采用环境条件下的序贯制备工艺，依次沉积介孔TiO2/Al2O3/CH3NH3PbI3功能层后，再覆盖掺杂WO3纳米颗粒的碳电极。通过测试不同浓度WO3纳米颗粒作为空穴传输材料掺杂于碳对电极中的情况，发现其对电池环境稳定性的影响存在差异：当WO3体积浓度为7.5%时，器件获得最大10.5%的光电转换效率，在光照环境下环境稳定性达约350小时，效率保持初始值的80%；而更高WO3浓度（对应9.5%效率）的器件在常压光照条件下可稳定工作约500小时，效率仅衰减约15%。本工作为提升碳基钙钛矿太阳能电池稳定性提供了有效方案，且未影响其光电转换效率，具有应用前景。
作者： Shubhranshu Bhandari，Anurag Roy，Aritra Ghosh，Tapas Kumar Mallick，Senthilarasu Sundaram
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究三氧化钨作为无机空穴传输材料对碳电极的作用，以提高钙钛矿太阳能电池在环境条件下的稳定性。

研究成果

将三氧化钨纳米颗粒掺入碳电极能显著提升钙钛矿太阳能电池在环境条件下的稳定性，且不影响效率。最佳三氧化钨浓度为7.5%，此时功率转换效率最高达10.5%，并在350小时内保持约80%的初始效率。更高浓度（10%）的三氧化钨进一步将稳定性延长至500小时，效率损失极小。该方法为开发适用于实际应用的稳定高效钙钛矿太阳能电池提供了可行途径。

研究不足

该研究受限于环境制备条件，可能导致结果存在差异性。稳定性测试仅在有限时间内进行（最长500小时），且未评估不同环境条件下的长期稳定性。

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