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oe1(光电查) - 科学论文

106 条数据
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  • 掺铝氧化锌作为电子传输层对平面钙钛矿太阳能电池的影响

    摘要： 钙钛矿太阳能电池因其令人瞩目的效率提升（从2009年的不足4%到2017年的超过20%）而成为光伏产业关注的焦点。本研究采用氧化锌（ZnO）作为平面钙钛矿太阳能电池的电子传输层材料，因其合成工艺简单且电学性能优异。传统钙钛矿电池中ZnO电子传输层效率较低，因其会与钙钛矿有机阳离子（CH3NH3+）发生反应。通过外源掺杂少量铝（Al）制备铝掺杂氧化锌（AZO）来改善ZnO的理化性质。采用旋涂法制备了0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0原子百分比铝掺杂的AZO溶胶-凝胶电子传输层。与ZnO电子传输层电池相比，基于AZO电子传输层的电池展现出最高的开路电压（Voc）和短路电流密度（Jsc）。当铝掺杂量超过1.5原子百分比时，AZO电子传输层钙钛矿电池表现出更优异且稳定的性能，这归因于其能促进电荷传输并与MAPbI3形成更匹配的能带结构。

    关键词： 电子传输层，AZO，钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 绿色低温溶液法原位HI修饰TiO2/SnO2双层结构，用于在环境空气条件下构建高效稳定的平面钙钛矿太阳能电池

    摘要： 具有高效率的卤化物钙钛矿太阳能电池平面结构通常采用高温处理的二氧化钛（TiO?）作为电子传输层（ETL）。本研究展示了一种通过在低温制备过程中引入HI对TiO?薄膜进行原位钝化的策略。HI不仅能调控TiO?前驱体的水解过程，还可消除缺陷并抑制TiO?薄膜中的陷阱态。同时，通过涂覆SnO?层构建双层结构，这种双电子传输层可提升甲脒铅碘（MAPbI?）钙钛矿太阳能电池的光伏性能。TiO?(HI)/SnO?电子传输层能有效降低界面电荷复合并促进电子传输。更重要的是，TiO?和SnO?的制备均在低温（150°C）下完成，器件制备无需环境控制。采用该TiO?(HI)/SnO?电子传输层的最优平面钙钛矿电池实现了16.74%的最高光电转换效率（PCE），器件展现出良好稳定性——在100°C加热22小时后保持初始效率的85%，在1倍太阳光照下照射6小时后仍保持83%的初始效率。本研究为在空气条件下制备更高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供了新途径。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，电子传输层，环境条件，二氧化钛/二氧化锡

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 苯基-C<sub>61</sub>-丁酸作为高效稳定钙钛矿太阳能电池的界面钝化层

    摘要： 本文提出苯基-C61-丁酸（PCBA）可作为钙钛矿太阳能电池（PSC）平面n-i-p结构中金属氧化物电子传输层的通用钝化涂层。相较于传统使用的苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM），PCBA因强酸碱相互作用对锡和氧化锌表现出更优的附着力。因此，采用浓度降低100倍的原料溶液即可更经济地沉积致密PCBA钝化涂层。此外，与原始氧化层（无论是否涂覆PCBM）相比，PCBA涂层能实现更高的光电转换效率（最高达20.3%）。最终，采用PCBA涂层的制备电池较传统PCBM钝化的参比电池具有更优稳定性，在50℃条件下经1500小时连续30 mW/cm2白光照射后仍保持约70%的初始效率。

    关键词： 电子传输层、稳定性、钙钛矿太阳能电池、苯基-C61-丁酸、界面钝化

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 阳离子和阴离子掺杂剂在ZnO电子传输层中对聚合物体异质结太阳能电池的作用

    摘要： 掺杂是一种广泛采用的策略，用于增强光伏器件中电荷传输层的固有电子特性。通过溶胶-凝胶法合成了简便溶液处理的氧化锌（ZnO）及多种阴阳离子掺杂ZnO层，并将其作为倒置聚合物太阳能电池（PSCs）的电子传输层（ETLs）。结果表明，所有采用掺杂ZnO ETLs的PSCs均比原始ZnO ETLs电池展现出更优异的光伏性能。通过研究不同阴离子和阳离子掺杂剂的作用（三种含相同Al3?阳离子的化合物：Al(acac)?、Al(NO?)?、AlCl?，以及三种含相同Cl?阴离子的化合物：NH?Cl、MgCl?、AlCl?），我们发现仅当涉及Cl?阴离子时功函数才会改变以利于电子提取。此外，Al3?阳离子对ZnO导电性的提升效果更为显著。因此，在倒置太阳能电池中，Al3?与Cl?共掺杂实现了最佳功率转换效率（PCE）。其中采用Al3?和Cl?共掺杂ZnO的器件获得了10.38%的最高PCE。

    关键词： 电子传输层、Al3+阳离子、聚合物太阳能电池、掺杂、Cl?阴离子、光伏性能、功率转换效率、溶胶-凝胶法、氧化锌

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 锡掺杂氧化锌薄膜对钙钛矿太阳能电池性能的影响

    摘要： 电子传输层（ETL）的特性对钙钛矿太阳能电池的光伏性能具有重要影响。本研究探讨了锡掺杂对氧化锌基钙钛矿太阳能电池性能的影响。通过溶胶-凝胶法制备了锡掺杂氧化锌（TZO）薄膜作为电子传输层。当原子掺杂量为5%时，涂覆在氧化铟锡（ITO）基底上的TZO薄膜与未掺杂ZnO/ITO基底具有相当的光透过率。同时发现TZO薄膜的光学带隙（3.30 eV）略宽于ZnO薄膜（3.28 eV）。这些结果表明锡原子可能在溶胶-凝胶过程中掺入了氧化锌晶格。涂覆在TZO或ZnO薄膜上的钙钛矿层晶粒尺寸也呈现差异：TZO薄膜上的钙钛矿晶粒（平均300 nm）大于ZnO薄膜上的晶粒（平均277 nm）。初步结果表明，基于TZO薄膜的钙钛矿太阳能电池具有更高的光电转换效率（PCE 4.42%），优于ZnO基器件（3.16%）。TZO基器件的短路电流密度（Jsc）、开路电压（Voc）和填充因子（FF）也均高于ZnO基器件。这可能是因为TZO薄膜具有更低的电阻率和更好的ETL/钙钛矿界面接触，其较低串联电阻和较高并联电阻证实了这一点。本研究最终提出了一种低温制备TZO薄膜的简易方法，可应用于光伏领域，对柔性太阳能电池及其他光电器件的发展具有指导意义。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，电子传输层，光伏性能，溶胶-凝胶法，锡掺杂氧化锌

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用原子层沉积TiO?提高PbS胶体量子点太阳能电池的可重复性

    摘要： 得益于其宽范围可调的带隙和强吸收特性，胶体铅硫属化物量子点（QDs）作为第三代太阳能电池的可溶液加工活性层极具吸引力。然而这类太阳能电池适中的可重复性是个关键问题，阻碍了该材料体系在光电子学领域的应用。该问题未必源于活性层本身，可能源自器件结构的不同组分。本研究聚焦二氧化钛电子传输层的沉积工艺。与先前优化的溶胶-凝胶（SG）方法相比，原子层沉积（ALD）显著提升了PbS QD太阳能电池的可重复性。采用ALD-TiO2的太阳能电池功率转换效率（PCE）介于5.5%至7.2%之间，而使用SG-TiO2的电池PCE范围为0.5%至6.9%，且存在大量短路器件。通过原子力显微镜和扫描电子显微镜对TiO2层的研究表明，这些薄膜具有截然不同的表面形貌：溶胶-凝胶法合成并旋涂沉积的TiO2薄膜非常光滑，而ALD制备的TiO2薄膜会复现下方FTO基底的表层纹理。

    关键词： 电子传输层、量子点、二氧化钛、太阳能电池、原子层沉积

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • P-9.6：高发光蓝色量子点发光二极管

    摘要： 通过掺杂电荷传输层（CTL）来改善空穴注入并抑制多余电子，从而实现蓝色量子点发光二极管（QLEDs）更好的电荷平衡。通过精细调节发光层内的电荷平衡，获得了高性能的蓝色QLEDs。

    关键词： 电子传输层、量子点发光二极管、电荷平衡、空穴传输层、混合电荷传输层

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 采用室温溅射Nb2O5电子传输层提升碳基平面CsPbBr3钙钛矿太阳能电池性能

    摘要： 无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池（PSC）因其卓越的空气和热稳定性以及低成本的制造工艺而备受关注。晶体TiO2（c-TiO2）被广泛用作无机CsPbBr3 PSC的电子传输层（ETL）材料。然而，c-TiO2需要高温（>450°C）制备工艺，这阻碍了柔性无机CsPbBr3 PSC的应用，且其低电子迁移率进一步限制了性能提升。本文通过简便的室温溅射法为无机平面CsPbBr3 PSC制备了新型非晶Nb2O5（a-Nb2O5）ETL。采用a-Nb2O5 ETL的PSC获得了5.74%的冠军效率，高于基于高温（500°C）退火处理的晶体Nb2O5（c-Nb2O5）ETL（5.12%）或c-TiO2 ETL（4.67%）的PSC效率。CsPbBr3 PSC采用a-Nb2O5 ETL后光伏特性的改善可归因于其合适的功函数、高光学透过率、a-Nb2O5/CsPbBr3界面处低电荷复合以及在a-Nb2O5 ETL上沉积的CsPbBr3薄膜具有优异的结晶度。此外，未封装的a-Nb2O5基CsPbBr3 PSC在环境大气中表现出良好的长期稳定性。本研究为制备高性能无机PSC提供了新方向。

    关键词： 非晶Nb2O5，平面结构，无机钙钛矿太阳能电池，电子传输层

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 具有级联能量排列的电子传输双层结构，用于高效钙钛矿太阳能电池

    摘要： 电子传输层（ETLs）与钙钛矿之间的能级匹配对钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能具有重要影响。目前主要通过两种方法调控ETLs的能级：1）采用异价金属阳离子掺杂ETLs；2）构建不同材料的异质结双层结构。然而异质结双层中的突变界面会引发载流子复合问题。本研究通过低温旋涂工艺，将Sb掺杂SnO?（Sb-SnO?）与SnO? ETLs堆叠制备出同质结双层ETL。通过引入Sb元素及改变堆叠顺序实现了能级调控。具有级联能级排列的Sb-SnO?/SnO?双层ETL使器件获得20.73%的最高光电转换效率（超过单层SnO?的18.23%和Sb-SnO?的19.15%），而具有势垒能级排列的SnO?/Sb-SnO?双层器件性能最差。光致发光、电导率和阻抗表征证实，级联双层ETL能有效促进电荷分离并抑制载流子复合。这种能级可调的同质结双层ETL为高效PSCs的界面工程开辟了新方向。

    关键词： 电子传输层、钙钛矿太阳能电池、能级排列、双层结构、二氧化锡

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 使用Phen-NaDPO:Sn(SCN)?混合物作为电子传输层可一致提升有机及混合钙钛矿太阳能电池的效率

    摘要： 报道了一种简单方法，可持续提升广泛使用的小分子材料Phen-NaDPO的电子提取性能及其在有机太阳能电池(OSCs)中的应用效果。研究表明，在Phen-NaDPO中添加微量无机分子Sn(SCN)2能同时改善其电子传输性能和成膜特性。将Phen-NaDPO:Sn(SCN)2混合材料作为电子传输层(ETL)应用于二元PM6:IT-4F OSCs时，器件功率转换效率(PCE)从12.6%(纯Phen-NaDPO)显著提升至13.5%(Phen-NaDPO:Sn(SCN)2)。将该混合ETL与性能最优的三元有机体系PM6:Y6:PC70BM结合后，同样实现了从14.2%(纯Phen-NaDPO)到15.6%(Phen-NaDPO:Sn(SCN)2)的PCE显著提升。这种一致的效率增益源于Phen-NaDPO与Sn(SCN)2发生化学相互作用后形成的新能级状态，有效减少了体异质结/ETL界面处的陷阱辅助载流子复合。该混合ETL的多功能性进一步体现在钙钛矿太阳能电池应用中——其PCE也从16.6%提升至18.2%。

    关键词： 电子传输层、有机光伏、Phen-NaDPO、非富勒烯受体、硫氰酸亚锡（II）

    更新于2025-09-11 14:15:04