研究目的
研究经济环保的生物碳电极在高效钙钛矿太阳能电池中的应用,以降低成本并提高稳定性。
研究成果
研究表明,生物炭材料可作为钙钛矿太阳能电池中高效稳定的对电极,实现12.82%的高光电转换效率。其性能受生物炭的界面连接性、功函数和结晶度等特性影响。该方法为传统材料提供了低成本且环保的替代方案,有望加速钙钛矿太阳能电池的商业化进程。
研究不足
该研究聚焦于生物碳材料在钙钛矿太阳能电池中的应用,但未探讨制备工艺的可扩展性或使用生物碳的长期环境影响。
1:实验设计与方法选择:
通过碳化生物质制备了四种生物炭材料,并将其作为钙钛矿太阳能电池(PSCs)的对电极?;诮缑媪?、功函数、方阻、结晶度和形貌评估其光伏性能。
2:样品选择与数据来源:
生物质原料包括玉米秸秆、花生壳、芦苇和竹筷。采用XRD、TEM、拉曼光谱和UPS对生物炭进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括XRD-7000S、飞利浦Tecnai G2 F30 S-TWIN透射电镜、FEI Nova NanoSEM 450扫描电镜及四探针电阻率测量系统。材料包括FTO、TiO2浆料、钙钛矿前驱体和生物炭。
4:0S、飞利浦Tecnai G2 F30 S-TWIN透射电镜、FEI Nova NanoSEM 450扫描电镜及四探针电阻率测量系统。材料包括FTO、TiO2浆料、钙钛矿前驱体和生物炭。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过碳化生物质、球磨制备生物炭,并将其作为PSCs的对电极。在标准条件下制备器件并进行表征。
5:数据分析方法:
采用J-V曲线、IPCE光谱、Nyquist图和PL光谱分析PSCs性能。
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Keithley 2460
2460
Keithley
J-V characteristics measurement
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XRD-7000S
XRD-7000S
Shimadzu
X-ray diffraction analysis
-
SEM FEI Nova NanoSEM 450
Nova NanoSEM 450
FEI
Scanning electron microscopy
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Raman spectrometer
JY LabRam HR800
JY
Raman spectroscopy
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PL spectra measurement system
C5410
Hamamatsu
Photoluminescence spectra measurement
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TEM Philips Tecnai G2 F30 S-TWIN
Tecnai G2 F30 S-TWIN
Philips
Transmission electron microscopy
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Four-point probe resistivity measurement system
RTS-9
Four Probes Tech
Resistance measurement
-
Electrochemical workstation
Zennium
Zahner
Nyquist plot measurements
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IPCE measurement system
PEC-S20
Peccell
Incident photon-to-electron conversion efficiency measurement
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Solar simulator
Peccell-L15
Peccell
AM 1.5G 100 mW·cm-2 illumination
-
Contact-angle measurement system
OCAH200
Dataphysics Instruments
Hydrophobic properties measurement
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