研究目的
研究掺杂Cs2CO3的TiO2作为钙钛矿太阳能电池(PSCs)中高效电子传输层(ETL)的应用,以提升其性能和稳定性。
研究成果
研究表明,用碳酸铯(Cs2CO3)掺杂二氧化钛(TiO2)能显著提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能与稳定性。当Cs2CO3的最佳掺杂浓度为1 mg/ml时,电池实现了19.19%的最高光电转换效率,并在200小时内保持性能稳定。这种改进归因于掺杂后的TiO2薄膜具有适宜的润湿特性和更低的功函数,从而改善了钙钛矿薄膜的质量。
研究不足
该研究聚焦于TiO2中Cs2CO3的最佳掺杂浓度以提升钙钛矿太阳能电池的性能与稳定性。然而,更高掺杂浓度的影响以及不同环境条件下长期稳定性的研究尚未深入展开。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过掺杂Cs2CO3对TiO2进行改性,以优化其在钙钛矿太阳能电池中作为电子传输层的性能。研究方法包括钙钛矿前驱体溶液的制备、含/不含Cs2CO3掺杂TiO2的太阳能电池制作,以及薄膜与器件的表征分析。
2:样品选择与数据来源:
采用氟掺杂氧化锡(FTO)镀膜玻璃作为电池基底材料,钙钛矿前驱体溶液通过特定化学试剂配制而成。
3:实验设备与材料清单:
主要设备包括用于J-V曲线测试的Keithley 2400源表、Quanta 200 FEG扫描电镜(成像)、Veeco Multimode V原子力显微镜(形貌观察)、PANalytical(Empyrean)X射线衍射仪(物相分析),以及PerkinElmer Lambda 750紫外-可见分光光度计(吸光度测量)。
4:实验流程与操作步骤:
依次进行FTO基底清洗、沉积含/不含Cs2CO3掺杂的TiO2致密层、旋涂钙钛矿活性层,最后制备Spiro-OMeTAD空穴传输层及电极。
5:数据分析方法:
通过J-V曲线评估电池性能,采用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射和紫外-可见吸收光谱对薄膜特性进行表征分析。
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获取完整内容-
Veeco Multimode V AFM
Multimode V
Veeco
Observing the morphology of TiO2 films
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PANalytical (Empyrean) XRD
Empyrean
PANalytical
Obtaining X-ray diffraction (XRD) patterns
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PerkinElmer Lambda 750 UV–vis spectrophotometer
Lambda 750
PerkinElmer
Measuring the absorbance of the different perovskite films
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Keithley 2400 source meter
2400
Keithley
Acquiring J-V curves of the PSCs
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Quanta 200 FEG SEM
200 FEG
Quanta
Acquiring field-emission scanning electron microscope (SEM) images
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