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通过镓（Ga）和镁（Mg）共掺杂氧化锌优化量子点发光二极管中的电子传输
摘要： 在我们的研究中，为通过调控量子点发光二极管（QD-LEDs）的电子传输层（ETL）来优化电子-空穴平衡，我们合成了四种材料（ZnO、ZnGaO、ZnMgO和ZnGaMgO纳米颗粒）并将其作为ETL应用于QD-LEDs。通过用Ga掺杂ZnO纳米颗粒，由于ZnO纳米颗粒的费米能级升高，电子更容易注入；而进一步掺杂Mg后，ZnO纳米颗粒的价带顶（VBM）下移，从而更有效地阻挡空穴。此外，在量子点/ETL界面处，Mg通过减少ZnO纳米颗粒表面的氧空位缺陷来降低非辐射复合。结果表明，基于ZnGaMgO纳米颗粒的QD-LEDs实现了43,440 cd m?2的最大亮度和15.4 cd A?1的最大亮度效率。与使用ZnO、ZnGaO和ZnMgO纳米颗粒作为ETL相比，其最大亮度分别提升了34%、10%和27%，最大亮度效率则分别提升了450%、88%和208%。
关键词： 电子传输层、氧化锌纳米粒子、量子点发光二极管、镓镁共掺杂、电子-空穴平衡
更新于2025-09-16 10:30:52
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钽掺杂对钙钛矿太阳能电池中低温工艺制备SnO?电子传输层的影响
摘要： 电子传输层（ETL）对钙钛矿太阳能电池（PSCs）的器件性能起着关键作用。近期，二氧化锡（SnO2）因其优异的光电特性被广泛用作ETL。本研究通过化学浴沉积法开发了掺钽二氧化锡（Ta-SnO2）作为ETL，实现了低温制备PSCs。与原始SnO2相比，I-V曲线和透射光谱显示Ta-SnO2导电性显著提升且未降低透光性能。同时，钽掺杂能加速电子转移、降低SnO2/钙钛矿界面复合概率并钝化电子陷阱，从而提升电池性能。经系列优化后，最佳器件功率转换效率达20.80%，开路电压1.161 V，短路电流密度22.79 mA/cm2，填充因子0.786。适量钽掺杂的SnO2有望成为低温制备高效PSCs的理想ETL材料。
关键词： 钙钛矿太阳能电池、钽掺杂、二氧化锡、电子传输层、低温工艺
更新于2025-09-16 10:30:52
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开发具有柔性、稳定且高效的全向光捕获倒置有机太阳能电池
摘要： 在本研究中，我们设计了一种基于柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）单丝基底的低成本、无液体、高效且高度柔性的纤维状倒置结构有机太阳能电池（FOSCs）。同时制备了石墨烯-氧化锌（G-ZnO）复合材料，其中石墨烯片层通过锌原子与碳原子的结合力紧密聚集形成束状结构。该复合材料作为双功能层（电子传输与下转换光谱）应用于FOSCs中。基于G-ZnO的器件（D-1）展现出2.13%的功率转换效率（PCE），经8000次弯曲和120小时环境存储后分别保持4.89%和5%的初始效率；而未采用G-ZnO的器件（D-2）PCE为1.78%，在6000次弯曲和48小时环境存储后仅保持5%和6%的初始效率。D-1性能更优源于G-ZnO复合材料中石墨烯片层与氧化锌纳米颗粒的界面功能化——这些界面化学键使石墨烯片层紧密接触并通过氧化锌分子牢固结合，致密的石墨烯层能有效阻隔水分子渗透从而延长器件寿命。此外，石墨烯片层的纵向与横向连接增强了G-ZnO复合材料的机械性能，进而提升D-1的柔韧性。这些界面功能化还充当电荷传输的桥梁，为自由载流子提供额外传输路径。因此，相比缺乏类似功能化的D-2，D-1通过电极收集更多电荷实现了更高的短路电流密度（Jsc）。
关键词： 电子传输层、机械与环境稳定性、G-ZnO界面化学、下转换光谱、纤维状有机太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于高效稳定平面钙钛矿太阳能电池的低温水溶液法制备ZnO/TiOx电子传输层
摘要： 由于具有低温加工性和高载流子迁移率，氧化锌（ZnO）已成功用作钙钛矿太阳能电池（PSCs）的电子传输层。然而，由于ZnO/钙钛矿界面化学稳定性较差，实现高效稳定的PSCs仍对研究者构成挑战。为此，通过适当的表面钝化优化ZnO/钙钛矿界面已成为制备高效PSCs的重要途径。本研究在溶液法制备的ZnO表面引入环保型低温水溶液处理的TiOx层，以增强ZnO/钙钛矿界面稳定性并减少界面电荷复合。最终获得了效率超过19%且具有良好稳定性的高性能PSCs。这种低温水溶液处理的ZnO/TiOx工艺简单且易于规?；?，有助于推动钙钛矿光伏技术的未来商业化应用，同时与柔性能源器件也具有良好的兼容性。
关键词： 电子传输层，高性能，水溶液加工，钙钛矿太阳能电池，ZnO/TiOx层
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过调控二氧化钛电子传输层特性提升钙钛矿光伏器件性能与稳定性
摘要： 本研究揭示了介观钙钛矿太阳能电池（PSCs）中TiO?电子传输层（ETL）对电子收集与传输的影响。系统研究了不同喷涂循环次数的致密TiO?层（c-TiO?）、介孔TiO?（meso-TiO?）薄膜的粒径效应以及TiO?电极后处理工艺对钙钛矿太阳能电池的作用。通过进一步优化介孔TiO?厚度，提升了电子收集传输效率并降低了PSCs的反常J-V迟滞现象。调整TiO? ETL制备工艺后，小面积PSC器件在反向扫描下最高功率转换效率（PCE）达19.39%，正向扫描为19.12%?；钚悦婊?1.7 cm2的小组件在100 mW/cm2（AM1.5G）光照下实现16.03%的优异PCE，且在6000 lx T5室内光源照射下仍保持25.49%的高效率。
关键词： 钙钛矿太阳能电池、迟滞行为、子?？?、二氧化钛、光伏、电子传输层
更新于2025-09-16 10:30:52
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有源层厚度对聚合物有机发光二极管光学特性的影响
摘要： 我们提出并精确描述了基于氧化铟锡（ITO）/发光层（EL）/电子传输层（ETL）/铝的有机发光二极管（OLED）在发射功率及相应光学参数方面的显著改进。通过改变EL厚度，我们观测到发射功率的变化——虽然当EL厚度为60纳米时，在约490纳米波长处获得最大发射功率（18.4毫瓦/平方米-纳米-秒），同时观测到复合速率、激子密度、电场及载流子密度。该双层OLED模拟结构中，阳极（ITO）与阴极（铝）之间采用BAlq[双(2-甲基-8-喹啉醇盐)-4-(苯基酚盐)铝]聚合物作为活性发光层（EL），采用Alq[三(8-羟基喹啉)铝]聚合物作为电子传输层（ETL）。
关键词： 聚合物OLED，电子传输层，权衡，EL层厚度，发光层
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于高效聚合物太阳能电池的TBP前驱体钝化ZnO电子传输层
摘要： 电子传输层（ETL）中的缺陷钝化是优化聚合物太阳能电池（PSCs）性能的关键问题。本研究开发了一种新策略：通过在ZnO前驱体中引入4-叔丁基吡啶（TBP）试剂，形成缺陷钝化的ZnO ETL。当采用纯ZnO ETL的反式PSCs（基于聚合物PTB7:PC71BM）的功率转换效率（PCE）为8.02%时，改性ZnO ETL器件的效率显著提升至10.26%，其中TBP贡献了约28%的效率增益。研究表明前驱体试剂显著影响ETL中ZnO的表面形貌与粒径，证实含TBP的ZnO ETL（T-ZnO）能有效改善ETL与活性层界面接触并抑制激子猝灭损耗，从而增强激子解离、提升载流子收集效率并降低电荷复合，最终改善器件性能。为验证T-ZnO ETL的普适性，当采用T-ZnO作为ETL时，基于PBDB-T-2F:IT-4F的非富勒烯PSCs获得了11.74%（提升10%）的最佳光电转换效率。本研究为富勒烯与非富勒烯混合体系的PSCs设计提供了一种新型普适的简易高效策略。
关键词： 电子传输层，4-叔丁基吡啶，氧化锌，缺陷钝化，聚合物太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用室温处理的氧化钨电子传输层实现高效柔性钙钛矿太阳能电池
摘要： 对于柔性钙钛矿太阳能电池而言，采用室温技术制备致密电子传输层以实现高功率转换效率是最佳方案之一。本研究通过真空蒸镀法开发出一种无需退火、无掺杂的非晶氧化钨作为柔性钙钛矿太阳能电池的电子传输层。我们在柔性PEN/ITO衬底上直接沉积了不同厚度（0-50纳米）的致密非晶氧化钨电子传输层。通过建立改进机制模型，阐明了厚度调控如何同步提升结晶度并缓解界面复合与电荷传输之间的权衡关系。优化发现，厚度为30纳米的高均匀性、致密非晶氧化钨电子传输层不仅能减少钙钛矿层针孔，还能通过降低电阻增强电荷传输?；低淝榷ㄐ圆馐员砻?，所制备的钙钛矿太阳能电池在超过1000次弯曲循环后仍保持稳定的功率转换效率。这种室温制备工艺使非晶氧化钨成为大规模柔性钙钛矿太阳能电池的潜在电子传输层候选材料，与实际卷对卷太阳能电池制造工艺兼容。
关键词： 电子传输层，非晶氧化钨，低温，柔性太阳能电池，界面复合
更新于2025-09-16 10:30:52
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蛋黄-壳结构SnO2@TiO2纳米球作为介观钙钛矿太阳能电池中的电子传输层
摘要： 通过溶胶-凝胶法合成了SnO2纳米颗粒并包覆TiO2壳层。采用紫外-可见吸收光谱和光致发光(PL)光谱研究了SnO2纳米颗粒与蛋黄-壳结构SnO2@TiO2纳米球的带隙能和光致发光特性。将这些纳米颗粒作为电子传输层(ETL)用于钙钛矿太阳能电池(PSCs)的制备，基于蛋黄-壳SnO2@TiO2 ETL的PSC展现出更高的光子转换效率(PCE=11.28%)和更低的迟滞指数(37%)，优于SnO2 ETL制备的PSC(PCE=8.55%，迟滞指数=52%)?；诘盎?壳SnO2@TiO2 ETL的PSC中短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)及PCE的提升，归因于钙钛矿薄膜的平整均匀性、ETL/钙钛矿界面表面缺陷的改善，以及适宜的能带排列实现了电子从钙钛矿向TiO2导带、再从TiO2向SnO2的有效注入。通过电化学阻抗谱(EIS)测定ETL/钙钛矿界面的电荷传输电阻，证实了电流密度-电压特性曲线所得结论。器件稳定性测试表明，由于SnO2对环境湿气和氧气的高阻抗性，基于蛋黄-壳SnO2@TiO2 ETL的PSC长期稳定性与SnO2 ETL基PSC几乎相当。
关键词： 蛋黄壳结构SnO2@TiO2纳米球，长期稳定性，钙钛矿太阳能电池，光子转换效率，电子传输层
更新于2025-09-16 10:30:52
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空气稳定的n型掺杂富勒烯修饰TiO?电子传输层界面工程用于高效稳定钙钛矿太阳能电池
摘要： 作为平面n-i-p型钙钛矿太阳能电池中常用的电子传输材料，二氧化钛（TiO2）致密层存在表面羟基、高缺陷密度及能级不匹配等难题，导致界面处严重的能量损失与稳定性问题。为解决这些问题，研究者采用掺杂空气稳定的n型掺杂剂3-二甲基-2-苯基-2,3-二氢-1H-苯并咪唑（DMBI）的薄层[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）对TiO2表面进行修饰。先进表征技术证实，这种改性显著提升了MAPbI3/TiO2界面的电荷转移效率并减小能级偏移，从而有效抑制电荷复合。由于表面亲和力增强，高质量且晶粒尺寸更大的钙钛矿薄膜在n型掺杂PCBM/TiO2上生长。最终，钙钛矿太阳能电池的平均光电转换效率从17.46%大幅提升至20.14%，所有光伏参数均得到优化。此外，由于PCBM的疏水性以及钙钛矿薄膜和界面处较低的缺陷密度，采用n型掺杂PCBM/TiO2的器件稳定性显著优于裸TiO2对照器件。这项工作表明，通过聚焦钙钛矿界面优化有望实现器件性能的进一步提升。
关键词： 稳定性、界面、钙钛矿太阳能电池、n型掺杂、效率、电子传输层
更新于2025-09-16 10:30:52