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用于提高平面钙钛矿太阳能电池效率和紫外稳定性的发光铕掺杂二氧化钛
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）虽展现出高光电转换效率（PCEs），但对紫外线（UV）辐照稳定性较差。本研究报道了一种通过低温（70℃）化学浴沉积法一步合成的发光铕掺杂二氧化钛（Eu-TiO2），用于平面PSCs，可同步提升效率与抗UV稳定性。研究表明，Eu-TiO2能有效将有害UV光子转化为可用可见光荧光以实现额外光捕获。Eu-TiO2/钙钛矿界面更优的能带排列促进了电荷提取并抑制了非辐射复合。采用Eu-TiO2的PSCs光电流与开路电压均提升，其PCE达21.40%，显著高于原始TiO2器件（19.22%）。更重要的是，Eu-TiO2器件在UV照射500小时后仍保持初始PCE的75%，而原始TiO2器件在150小时内即损失大部分初始效率。作为概念验证，我们进一步通过制备64 cm2大面积Eu-TiO2薄膜（显示优异均匀性）证明了该方法的规?；尚行?。
关键词： 能带对齐、平面钙钛矿太阳能电池、下转换、掺铕二氧化钛、紫外线稳定性
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用溶液法制备的SnO2/CdS作为电子传输层提升平面钙钛矿太阳能电池性能
摘要： 以SnO2为电子传输层的平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）在受控气氛下已实现超过19%的效率。采用溶液法制备的SnO2 PSCs存在高迟滞效应和低填充因子问题。提升平面PSCs性能的一种方法是在电子传输层与钙钛矿层间引入缓冲层以增强光生电子提取过程。本研究通过溶液法制备了SnO2和SnO2/CdS复合层，其中CdS纳米颗粒采用简易溶液路线合成。随后在环境空气中以玻璃/FTO/ETL/钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Au结构制备PSCs，分别采用SnO2和SnO2/CdS作为电子传输层。结果表明：SnO2层表面沉积的薄层CdS纳米颗粒界面持续改善了SnO2层的电子传输特性。Mott-Schottky分析显示CdS纳米颗粒沉积导致电子亲和能渐变。该CdS界面层可作为促进电子从钙钛矿层向SnO2转移的中间媒介。迟滞指数从0.17降至0.05，效率从15.0%提升至17.18%。阻抗谱表明引入CdS纳米颗粒降低了界面电阻。
关键词： 硫化镉纳米粒子，电子提取，二氧化锡，平面钙钛矿太阳能电池，电子传输层
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于高效平面钙钛矿太阳能电池的斜向静电喷墨沉积TiO2电子传输层
摘要： 本研究首次开发出一种新型、简单且独特的斜向静电喷墨（OEI）技术，在无需真空环境的情况下，成功在掺氟氧化锡（FTO）基底上沉积二氧化钛（TiO?）致密层（CL）。该TiO?被用作平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）的电子传输层（ETL）。这种自下而上的OEI技术通过简单调控涂覆时间即可控制TiO? CL的表面形貌与厚度。研究对OEI制备的TiO?进行了表征测试，并与旋涂法及喷雾热解法制备的TiO? CL进行对比。OEI沉积的TiO? CL展现出令人满意的表面覆盖度与平滑形貌，有利于PSCs中ETL的性能发挥。以OEI沉积TiO? CL作为ETL的PSCs功率转换效率高达13.19%。因此，本研究为开发简单、低成本且易于放大的技术提供了重要突破。OEI可能成为高效平面PSCs中TiO? CL ETL沉积的新方案，有望助力未来规模化生产。
关键词： 电子传输层、斜向静电喷墨、功率转换效率、平面钙钛矿太阳能电池、二氧化钛
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过在PTAA中引入F8BT作为混合空穴传输层来提高平面倒置钙钛矿太阳能电池的效率
摘要： 空穴传输层（HTL）是影响钙钛矿层结晶的关键组分，其与钙钛矿太阳能电池（PVSCs）的光伏效率及稳定性密切相关。本研究制备了采用聚三芳胺（PTAA）与聚合物材料聚[9,9-二辛基芴-co-苯并噻二唑]（F8BT）混合空穴传输层的平面倒置PVSCs，并探究了混合聚合物HTL对器件性能的影响。通过调节混合HTL中F8BT比例，在实现可忽略迟滞效应的同时获得14.88%的平均光电转换效率（PCE），最佳器件因载流子提取效率提升和钙钛矿结晶特性优化达到15.41%的PCE。未封装的平面p-i-n型PVSCs采用混合聚合物HTL后，相较于对照组在环境条件下两周内平均PCE提升28.8%（14.88% vs 11.55%），稳定性增强超过30%，这归因于钙钛矿层结晶度改善和聚合物层导电性提升。本研究为基于混合聚合物HTL制备高效平面PVSC提供了有效策略。
关键词： 平面钙钛矿太阳能电池，F8BT，PTAA，混合聚合物空穴传输层，效率提升
更新于2025-09-12 10:27:22
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掺杂红碳量子点的SnO?复合材料用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的电子迁移率增强
摘要： 高效的电子传输层（ETL）对促进平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的载流子分离和电子提取起着关键作用。研究人员利用富含羧基和羟基的红碳量子点（RCQs）掺杂低温溶液法制备的SnO?，成功构建了一种复合ETL，使其电子迁移率从9.32×10??大幅提升至1.73×10?2 cm2 V?1 s?1（约20倍），达到目前改性SnO?报道的最高迁移率之一。基于该新型SnO? ETL的平面PSCs效率从无RCQs对照组的19.15%跃升至22.77%，且在25℃、40-60%湿度条件下存放1000小时后仍保持初始效率的95%以上，展现出优异的长期稳定性。这些突破性进展完全归功于新型ETL卓越的电子迁移率——它不仅能有效钝化ETL/钙钛矿界面缺陷/陷阱，还能促进大面积高结晶度钙钛矿的形成（具有更高相纯度和均匀性）。研究表明，这种廉价的RCQs作为简单而优异的添加剂，不仅能制备高效ETL用于稳定高性能PSCs，还可应用于其他钙钛矿基光电器件。
关键词： 电子传输层、二氧化锡、平面钙钛矿太阳能电池、基于同步辐射的掠入射X射线衍射、红色碳量子点
更新于2025-09-11 14:15:04
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无载流子传输层平面钙钛矿电池的数值模拟
摘要： 平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）研究中的挑战之一是设计出结构尽可能简单且器件性能高的电池结构，这有助于降低工艺复杂性、提高器件稳定性并减少制造成本。本工作针对两类构型——基于p型CH3NH3PbI3的无空穴传输层（HTL）平面PSCs，以及基于p型CH3NH3PbI3的无空穴传输层（HTL）和无电子传输层（ETL）平面PSCs，采用AFORS-HET软件进行建模与模拟，并详细分析了这些PSCs的性能。模型中考虑了影响PSCs性能的多个因素或参数，如界面缺陷层、钙钛矿层的陷阱密度、串联电阻和分流电阻。ZnO:Al/ZnO/CH3NH3PbI3和ZnO:Al/TiO2/CH3NH3PbI3构型的无HTL PSCs所获得的功率转换效率（PCE）分别为14.36%和16.92%。三种透明导电氧化物（TCO）材料，即ZnO:Al、FTO和ITO，直接与p型CH3NH3PbI3结合形成ZnO:Al/CH3NH3PbI3、FTO/CH3NH3PbI3和ITO/CH3NH3PbI3无载流子传输层PSCs，其PCE分别高达15.91%、15.48%和6.42%。该评估表明，一些具有TCO/钙钛矿异质结、极简器件结构的无HTL且无ETL、无载流子传输层的平面PSCs具有高性能。这可能是因为在TCO/CH3NH3PbI3异质结太阳能电池中，光生载流子可以通过内建电场有效分离，并从p-n异质结传输到电极。
关键词： 平面钙钛矿太阳能电池，无空穴传输层，功率转换效率，透明导电氧化物/电子传输层/CH3NH3PbI3，透明导电氧化物/CH3NH3PbI3，无电子传输层
更新于2025-09-10 09:29:36