研究目的
通过在ZnO电子传输层（ETLs）前驱体溶液中引入4-叔丁基吡啶（TBP）试剂，开发一种新型缺陷钝化策略以提升聚合物太阳能电池（PSCs）的性能。
研究成果
将TBP引入ZnO前驱体溶液能有效钝化电子传输层中的缺陷，从而改善界面接触、减少激子猝灭并增强载流子收集效率。这使得基于富勒烯和非富勒烯的钙钛矿太阳能电池均实现了短路电流密度(Jsc)和光电转换效率(PCE)的显著提升。该策略简单普适，为高性能钙钛矿太阳能电池的开发提供了可行途径。
研究不足
该研究聚焦于利用TBP钝化ZnO电子传输层缺陷及其对钙钛矿太阳能电池性能的影响。然而，这些器件的长期稳定性及制备工艺的可扩展性尚未涉及。此外，TBP的缺陷钝化机制可在分子层面进一步探究。
1：实验设计与方法选择：
研究制备了含与不含TBP添加剂的ZnO前驱体溶液，并利用这些电子传输层制备了倒置钙钛矿太阳能电池，随后对器件性能进行了表征。
2：样品选择与数据来源：
活性材料采用PTB7:PC71BM和PBDB-T-2F:IT-4F混合体系，器件制备于ITO镀膜玻璃基底上。
3：实验仪器与材料清单：
包括用于成膜的旋涂仪、用于电极沉积的热蒸发仪，以及用于J-V特性和EQE测试的Newport系统。材料包含ZnO前驱体组分、TBP、PTB7、PC71BM、PBDB-T-2F、IT-4F及MoO3。
4：PC71BM、PBDB-T-2F、IT-4F及MoO3。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：制备ZnO前驱体溶液并旋涂于ITO基底后退火，随后旋涂活性层并通过热蒸发沉积电极，最后在模拟AM 1.5G光照下进行器件表征。
5：5G光照下进行器件表征。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：从J-V曲线提取性能参数（开路电压Voc、短路电流密度Jsc、填充因子FF、光电转换效率PCE），通过EQE光谱分析光生电流特性，采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光致发光(PL)和电化学阻抗谱(EIS)研究电子传输层及器件的形貌、结构与电学特性。
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ZnO
Electron transport layer in polymer solar cells
-
4-tert-butylpyridine
Energy Chemical
Precursor additive for defect passivation in ZnO ETL
-
PTB7
1-Material
Donor material in the active layer of PSCs
-
PC71BM
Luminescence Technology Corporation
Acceptor material in the active layer of PSCs
-
PBDB-T-2F
Solarmer Materials Inc.
Donor material in the active layer of nonfullerene PSCs
-
IT-4F
Solarmer Materials Inc.
Acceptor material in the active layer of nonfullerene PSCs
-
MoO3
Rieke Company
Hole transport layer in PSCs
-
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