研究目的
引入一种低成本碳复合电极,以替代钙钛矿太阳能电池中传统的高成本Spiro-OMeTAD/金空穴收集电极。
研究成果
该研究成功证明,在钙钛矿太阳能电池中,碳复合电极可作为传统Spiro-OMeTAD/金电极的低成本替代方案,实现了15.9%的相当效率。碳浆料的组成显著影响器件性能,采用特定比例的炭黑与石墨以及聚甲基丙烯酸甲酯作为粘合剂时获得最佳结果。
研究不足
该研究的局限性在于碳电极沉积过程的可重复性,以及炭黑可能穿透钙钛矿层进而影响器件性能的潜在风险。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用刮刀法制备碳复合电极,通过调整石墨、炭黑和疏水性聚合物(聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯)的配比,探究这些成分对碳复合层方阻和电阻率的影响。
2:样品选择与数据来源:
样品包括采用新型碳复合电极制备的钙钛矿太阳能电池,并与传统Spiro-OMeTAD/金电极器件进行对比。
3:实验设备与材料清单:
设备包含用于电极沉积的刮刀、测量电荷传输电阻的阻抗谱仪以及分析形貌的扫描电镜;材料包括石墨、炭黑、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯,以及作为空穴传输材料的CuIn0.75Ga0.25S2。
4:75Ga25S2。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将碳电极沉积于钙钛矿层上,随后表征其电学与光伏特性,并在不同光照条件下评估太阳能电池性能。
5:数据分析方法:
通过阻抗谱分析碳电极与钙钛矿层界面处的电荷传输电阻。
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Graphite
Used as a component in the carbon composite electrode for perovskite solar cells.
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Carbon Black
Used to improve the contact between graphite flakes in the carbon composite electrode.
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Polystyrene
Used as a binder in the carbon composite electrode paste.
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Poly-methyl methacrylate
Used as a binder in the carbon composite electrode paste.
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CuIn0.75Ga0.25S2
IRASOL
Used as the hole transport material in the perovskite solar cells.
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