研究目的
研究以不同比例用甲脒阳离子(FA)替代甲基铵(MA)阳离子,并向钙钛矿层中引入各种添加剂,以提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能、稳定性和载流子传输动力学。
研究成果
研究表明,优化MA:FA比例并在钙钛矿层中添加添加剂可显著提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)和稳定性。聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等添加剂展现出最佳的性能增强效果,而乙基纤维素(EC)与PVP则提供了更优的稳定性。该发现表明,添加剂工程是提升PSCs性能与稳定性的有效途径。
研究不足
该研究聚焦于无HTM的钙钛矿太阳能电池及特定添加剂的影响。稳定性测试在未封装的环境条件下进行,这可能无法代表所有实际应用场景。
1:实验设计与方法选择:
采用快速路线包覆法以不同比例用FA替代MA。向钙钛矿层中添加添加剂(PVA、PVP、PEG、EC)以研究其影响。
2:样品选择与数据来源:
制备了不同MA:FA比例及含添加剂的钙钛矿溶液。
3:实验设备与材料清单:
TiO2致密层、TiO2纳米颗粒、钙钛矿溶液、添加剂(PVA、PVP、PEG、EC)、Au溅射。
4:实验步骤与操作流程:
将钙钛矿溶液旋涂于基底上,经反溶剂处理并退火。溅射Au作为顶电极。
5:数据分析方法:
XRD、UV-Vis吸收、SEM、J-V特性测试、PL光谱、EIS、IPCE、FTIR光谱。
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Keithely 2400
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Keithely
Used for current density-voltage (J-V) characterization.
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Autolab potentiostat/galvanostat
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Eco chemie Utrecht
Used for electrical impedance spectroscopy (EIS).
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FTIR spectroscopy
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Used for Fourier transform infrared spectroscopy.
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Used to study the crystal structure of the perovskite films.
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Analytik Jena AG
Used for UV-Vis absorption characterization.
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TiO2 compact layer
Used as an electron transport layer in the device fabrication.
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25 nm
Used as a mesoporous layer for electron transporting.
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SEM VEGA3
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TESCAN
Used to investigate the surface morphology of the films.
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Sharif Solar IPCE-020
IPCE-020
Sharif Solar
Used to measure the incident photo-to-current conversion efficiency (IPCE).
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