研究目的
研究向甲脒铅碘(FAPbI3)钙钛矿中添加铯(Cs)对无空穴传输层(HTF)介孔太阳能电池的结构、形貌、性能及稳定性的影响。
研究成果
在基于FAPbI3的钙钛矿中添加15%铯(Cs)提升了HTF介孔太阳能电池的光伏性能与稳定性。该工艺消除了非光伏黄色相,降低了退火温度,实现了平均效率7.41%和最高效率11.78%。FA0.85Cs0.15PbI3钙钛矿电池相比FAPbI3参比电池展现出更优异的热稳定性和耐湿性。
研究不足
该研究强调了与一步沉积法和介孔结构相关的技术限制,这可能导致结构中残留额外的PbI2。虽然稳定性和效率的提升显著,但可能仍需进一步优化才能实现工业化应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用无空穴传输层(HTF)的介孔结构,通过一步沉积法制备FA1-xCsxPbI3钙钛矿太阳能电池。研究通过向FAPbI3中添加Cs元素来调控相稳定性并提升光伏性能。
2:样品选择与数据来源:
以掺氟氧化锡(FTO)玻璃为基底。钙钛矿前驱体溶液通过将FAI、CsI和PbI2溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/二甲基亚砜(DMSO)中配制而成。
3:实验设备与材料清单:
X射线衍射仪(帕纳科公司X’Pert PRO MPD)、扫描电子显微镜(SEM)(泰思肯Vega 3,捷克)、紫外-可见分光光度计(海洋光学HR 4000型)以及用于电流密度和电压测量的吉时利2400型源表。
4:实验流程与操作步骤:
采用一步反溶剂旋涂法将钙钛矿前驱体溶液涂覆于基底,随后进行退火处理。蒸镀金层作为背接触电极。
5:数据分析方法:
通过XRD分析晶体结构,SEM观察形貌,紫外-可见分光光度计测定吸收光谱,在AM1.5模拟光照下测量光伏参数。
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获取完整内容-
X-ray diffraction system
X’Pert PRO MPD
PANalytical Company
Examining the crystal structure of the prepared perovskite films on the substrate
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Ultraviolet-visible spectrophotometer
HR 4000
Ocean Optics
Obtaining the absorption spectra of the desired films on the FTO substrate
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Keithley Model
2400
Keithley
Measuring the current density and the voltage under AM1.5 simulated irradiation
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Scanning electron microscopy
Vega 3
TESCAN
Monitoring the morphology of the perovskite layers
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