研究目的
研究还原氧化石墨烯对二氧化钛纳米纤维的影响及其形貌和电子特性,用于制备混合阳离子铅混合卤化物钙钛矿太阳能电池。
研究成果
该研究成功证明,rGO-TiO2复合纳米纤维可作为钙钛矿太阳能电池中高效的电子传输材料,使功率转换效率高达17.66%。将rGO引入TiO2纳米纤维中促进了更好的电荷收集和快速的电子传输,这对太阳能电池的高性能至关重要。
研究不足
该研究聚焦于还原氧化石墨烯(rGO)对二氧化钛纳米纤维(TiO2 NFs)在钙钛矿太阳能电池中性能的影响,但未探究这些器件在实际工作条件下的长期稳定性。同时,也未涉及静电纺丝技术在大规模生产中的可扩展性问题。
1:实验设计与方法选择:
采用静电纺丝技术制备纯TiO?纳米纤维(pristine-TiO? NFs)和还原氧化石墨烯-TiO?复合纳米纤维(rGO-TiO? composite NFs),研究rGO对TiO? NFs的影响,以评估其作为钙钛矿太阳能电池电子传输材料的性能。
2:样品选择与数据来源:
以FTO镀膜玻璃为基底沉积太阳能电池各功能层,钙钛矿溶液由甲脒碘(FAI)、甲基溴铵(MABr)、碘化铅(PbI?)和溴化铅(PbBr?)溶于DMF/DMSO混合溶剂配制而成。
3:实验设备与材料清单:
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、乙醇、钛酸四异丙酯、乙酸、氧化石墨烯(GO)、FTO镀膜玻璃基底、螺-OMeTAD空穴传输层材料及金(Au)电极材料。
4:实验流程与操作步骤:
依次进行致密TiO?层沉积、静电纺丝法制备纯TiO? NFs与rGO-TiO?复合纳米纤维、溶剂工程法沉积钙钛矿层,最后制备螺-OMeTAD空穴传输层及金电极。
5:数据分析方法:
通过J-V特性曲线和EQE光谱评估电池性能,采用SEM、XRD、UV-Vis吸收光谱、PL及TRPL测试分析材料结构、形貌及光电特性。
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Polyvinylpyrrolidone
PVP K90
Used as an initial precursor for the synthesis of pristine-TiO2 NFs.
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Titanium (IV) isopropoxide
Junsei
Used as an initial precursor for the synthesis of pristine-TiO2 NFs.
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FTO-coated glass substrates
TEC-8
Pilkington
Used as the base for depositing different layers of the solar cell.
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Spiro-MeOTAD
Merck, KGaA Darmstadt, Germany
Used as the hole transporting material in the solar cells.
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