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用于高效稳定有机太阳能电池的钝化金属氧化物n型接触层
摘要： 抑制半导体禁带中作为有源层或接触层的陷阱态和局域电子态，对提升太阳能电池、超快光电探测器、场效应晶体管等光电器件性能至关重要。本研究证明，经路易斯碱钝化的金属氧化物n型接触可有效改善有机太阳能电池（OSC）性能。采用三乙醇胺钝化ZnO的OSC器件，其陷阱密度较铸态ZnO器件降低两个数量级，从而具有更高电子迁移率和三倍更长的载流子复合寿命。该钝化策略普遍提升了不同有源层OSC的功率转换效率（PCE）：基于P3HT:PC71BM的太阳能电池使用钝化ZnO后PCE提升86%，而PM6:Y6体系器件PCE最高达15.61%。同时，钝化ZnO还增强了器件效率与光稳定性。路易斯碱对SnOx接触层的钝化同样有效。本研究表明接触层缺陷钝化对提升OSC效率和稳定性的重要性，并提供了一种简便高效的钝化方案。
关键词： 缺陷钝化、电子传输层、有机太阳能电池、氧化锡、氧化锌
更新于2025-09-12 10:27:22
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电子传输层材料对CH3NH3PbBr3钙钛矿基光电探测器性能的影响
摘要： 本文合成了电子传输材料二氧化钛（TiO2）、浴铜灵（BCP）和苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM），并研究了它们在溴化甲基铵铅（CH3NH3PbBr3）钙钛矿光电探测器中的应用。结果表明，基于TiO2电子传输层（ETL）的器件比基于BCP和PCBM ETL的器件具有更高的光电流、响应度和探测率。然而，由BCP ETL和TiO2 ETL组成的器件的理想因子、载流子迁移率、陷阱宽度和陷阱密度相当。TiO2 ETL可能有助于界面陷阱的钝化，形成高质量的紧密界面，并提供更合适的能级以有效阻挡空穴和高效提取电子，从而提高器件性能。通过阻抗谱分析，TiO2 ETL器件的优异性能可归因于更好的接触选择性和高复合电阻。
关键词： PCBM（富勒烯衍生物）、电子传输层、BCP（浴铜灵）、TiO2（二氧化钛）、钙钛矿光电探测器、CH3NH3PbBr3（溴化甲铵铅）
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用石墨烯量子点修饰的SnO2电子传输层提升钙钛矿太阳能电池性能
摘要： 本工作通过在SnO?电子传输层（ETL）上修饰石墨烯量子点（GQDs）来提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能。SnO?与GQDs复合后获得了21.1%的光电转换效率（PCE）。相较于纯SnO? ETL器件（18.6%），基于SnO?/GQDs的器件在PCE（提升13.4%）和稳定性方面均显著增强。研究表明，SnO?与GQDs的结合可提高开路电压（VOC）和短路电流密度（JSC）。通过多种先进光学与电学表征手段探究了GQDs的作用机制，实验证实GQDs的引入通过增强电子耦合及匹配钙钛矿与SnO? ETL能级，促进了载流子输运与提取。此外，沉积于GQDs修饰SnO? ETL上的钙钛矿薄膜质量优于纯SnO? ETL。基于GQDs改性SnO?的器件稳定性也明显优于纯SnO?器件，在720小时存储后性能仍保持初始值的80%以上。
关键词： 电子传输层、石墨烯量子点、二氧化锡、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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锡掺杂二氧化钛（Sn‐Doped TiO?）电子传输层的共电沉积及其在钙钛矿太阳能电池中的应用
摘要： 通过单一含TiCl3和SnCl2的电解液成功共电沉积制备了Sn掺杂TiO2薄膜，为金属掺杂TiO2薄膜的制备提供了一种简便新方法。通过系统研究不同Sn掺杂量电沉积TiO2薄膜的形貌、光学及电学特性，将其用作钙钛矿太阳能电池（PSC）的电子传输层（ETL）。搭载电沉积Sn掺杂TiO2 ETL的PSC光伏性能显著提升，这主要归因于Sn掺杂提高了载流子浓度并改善了电子提取能力。目前采用5%（摩尔比）Sn掺杂TiO2 ETL的平面型PSC功率转换效率达到16.8%，较纯TiO2样品（15.3%）提升了9.8%。
关键词： 电子传输层，二氧化钛，金属掺杂，钙钛矿太阳能电池，电沉积
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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采用氮掺杂氧化石墨烯处理的氧化锡层提升钙钛矿太阳能电池效率
摘要： 氧化锡（SnO?）因其具有高电子迁移率、3.76电子伏特宽带隙带来的优异电荷选择性行为以及低温加工特性，被广泛应用于钙钛矿太阳能电池（PeSCs）的电子传输层。要实现高效SnO?基PeSCs，必须控制SnO?层中的氧空位，因为其电学和光学性质会随锡的氧化态变化而改变。本研究表明，采用氮掺杂氧化石墨烯（NGO）作为SnO?的氧化剂可提升电池性能——NGO能将SnO?中锡的氧化态从Sn2?转变为Sn??，从而减少氧空位。通过制备多个器件并运用X射线光电子能谱、暗电流分析及开路电压-光强依赖性等多种技术评估性能发现：相比对照器件，含SnO?:NGO复合层的PeSCs不仅表现出更高的平均光电转换效率（PCE），且效率波动更小。因此，在SnO?层中引入NGO可作为调控其氧化态以提升PeSCs性能的有效方法。
关键词： 钝化、电子传输层、钙钛矿太阳能电池、氮掺杂氧化石墨烯、缺陷
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?；?。
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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通过阴极接触处量子点合金化改性降低反式钙钛矿太阳能电池的光电压损失
摘要： 对倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池（PSCs）的巨大热情源于其高度适配卷对卷工艺制造的特性及集成叠层太阳能电池的巨大潜力。但该器件效率仍低于常规结构PSCs。通过阴极界面工程有效控制并降低VOC损失，为提升电化学性能和整体器件表现指明了方向。本研究开发了一种简单的界面修饰策略：通过引入混合配体界面层来降低倒置平面结构PSCs的VOC损失。采用深度洗涤的量子点作为电中性介质实现配体转移合金化反应，且不损伤钙钛矿层。量子点修饰后钙钛矿薄膜表面立即产生能带弯曲（该现象经UPS和KPFM直接验证），使VOC损失降低约50 mV，最终倒置PSCs实现1.15 V的开路电压和20.6%的光电转换效率。同时经量子点修饰的器件稳定性显著增强，在1000小时存储后仍保持初始效率值的90%以上。
关键词： 倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池、钙钛矿量子点、光电压、电子传输层、钝化
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于高性能平面钙钛矿太阳能电池的低温TiO2/SnO2电子传输层
摘要： 传统二氧化钛（TiO2）作为混合有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的电子传输层（ETL），需要高温烧结过程才能结晶，这不适合柔性PSCs以及具有低温处理底电池的叠层太阳能电池。在此，我们引入一种低温溶液法沉积TiO2/氧化锡（SnO2）双层结构作为高效ETL。通过对光学和电学性能的系统测量，我们证明TiO2/SnO2 ETL具有增强的电荷提取能力，并抑制了ETL/钙钛矿界面的载流子复合，这两点都有利于光生载流子的分离和传输。结果表明，与TiO2和SnO2单层ETL的对照电池相比，采用TiO2/SnO2双层ETL的PSCs表现出更高的光伏性能。最佳PSC的功率转换效率（PCE）达到19.11%，开路电压（Voc）为1.15 V，短路电流密度（Jsc）为22.77 mA cm?2，填充因子（FF）为72.38%。此外，由于TiO2/SnO2 ETL在器件中具有合适的能带排列，实现了1.18 V的高Voc。已证明TiO2/SnO2双层是高效PSCs中极具前景的替代ETL。
关键词： 电子传输层、低温、钙钛矿太阳能电池、能带对齐、TiO2/SnO2
更新于2025-09-12 10:27:22
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低温固化SnO2薄膜在高湿度环境下用于钙钛矿太阳能电池的材料特性研究
摘要： 电子传输层（ETL）通过分离和传输载流子在钙钛矿太阳能电池（PSCs）的制备中起着关键作用。二氧化钛（TiO2）虽被广泛用作PSCs的ETL，但其高温热退火要求阻碍了与柔性聚合物基底的集成以实现卷对卷生产。本研究证明采用旋涂技术在低温（180°C）下制备的SnO2是潜在ETL候选材料。XRD和XPS分析证实合成了金红石型SnO2四方相。TEM显微图像配合选区电子衍射（SAED）图案证实形成了纳米级（3至4纳米）多晶相SnO2晶体。场发射扫描电镜（FESEM）分析显示SnO2纳米晶体完全覆盖了FTO基底表面，元素分布图证实锡（Sn）和氧（O）元素在整个表面均匀分布。此外，透射分析确认SnO2薄膜具有良好的透光性能。在环境空气（相对湿度55%-65%）中，采用不同浓度（1:1 v/v、1:2 v/v、1:4 v/v和1:6 v/v）的浓缩SnO2胶体溶液及稀释溶液制备PSCs。研究发现以去离子水为溶剂按1:4 v/v比例稀释的SnO2胶体溶液制备的薄膜在环境条件下展现出8.51%的最高电池效率。因此，低温溶液法制备的SnO2是高效ETL，非常适合低成本自动化大规模生产PSCs。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，二氧化锡，低温，高湿度，电子传输层
更新于2025-09-12 10:27:22