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解析介孔TiO2骨架在CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池中的作用；介孔TiO2结构在CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池中的作用；
摘要： 平面与介孔结构在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中均占主流。然而，结构如何影响PSCs性能仍是悬而未决的问题。文献中不一致的研究结果常引发困惑，尤其是介孔框架的具体作用尚未阐明，亟需进一步澄清。本研究通过系统比较两种结构的钙钛矿薄膜特性及器件性能，揭示了CH3NH3PbI3 PSCs中介孔TiO2框架的作用。结构、微观形貌、光学及电学特性的详细表征表明：介孔TiO2框架能增大钙钛矿晶粒尺寸、增强光吸收、促进电子提取并抑制电荷复合。因此，相比平面器件，介孔器件实现了18.18%的更高光电转换效率，并降低了迟滞效应。本研究阐明了介孔TiO2框架的优势，为高性能器件的结构设计与优化提供了指导。
关键词： 器件架构、电子传输层、电子提取、CH3NH3PbI3、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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萘酰亚胺二聚体作为界面工程材料：实现高性能钙钛矿太阳能电池的有效策略
摘要： 如何设计和合成具有高效表面钝化及电子提取性能的界面工程材料是光电子材料领域的重要课题。本研究通过Stille偶联反应高产率制备了一种简单的萘酰亚胺二聚体（2FBT2NDI），并将其应用于倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）的界面工程。由于MAPbI3与2FBT2NDI层之间存在分子间相互作用，该界面层的引入可钝化钙钛矿薄膜表面缺陷并改善界面接触。此外，2FBT2NDI因其含两个氟原子的大线性共轭骨架而具有合适的能级和高电子迁移率，有利于实现高效PSC的电子提取。采用2FBT2NDI作为界面层时，倒置PSC器件展现出20.1%的最高光电转换效率，较未使用界面层的对照器件（17.1%）提升超过14%。这些结果表明，该萘酰亚胺二聚体有望成为实现高性能PSC的可商业化界面材料。
关键词： 电子提取，钙钛矿太阳能电池，萘酰亚胺，表面钝化，界面工程
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用Na2S掺杂致密TiO2电子传输层钝化平面钙钛矿太阳能电池界面缺陷并提升导电性
摘要： 致密TiO?层中大量陷阱态和低导电性是实现高功率转换效率与高稳定性钙钛矿太阳能电池的主要障碍。本研究报道了一种有效的Na?S掺杂TiO?层，该层能提升TiO?导电性、改善TiO?/钙钛矿界面接触，并提高后续钙钛矿层的结晶度。综合研究表明：钠阳离子可增强TiO?导电性，而硫阴离子能改变TiO?润湿性，同时提升钙钛矿结晶度并钝化TiO?/PVK界面缺陷。掺杂剂的协同效应使未封装钙钛矿太阳能电池效率高达21.25%，且稳定性显著改善。本研究为常被忽视的TiO?层阴离子掺杂提供了新见解，并提出制备低成本高性能电子传输层的简易方法，适用于高效钙钛矿太阳能电池。
关键词： 电子提取、添加剂、致密TiO2、钙钛矿太阳能电池、结晶
更新于2025-09-23 15:19:57
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金属有机框架衍生的ZnO作为电子传输层用于提升钙钛矿太阳能电池的光捕获与电子提取效率
摘要： 我们首次采用金属有机框架（MOF）衍生的氧化锌（ZnO）作为混合阳离子钙钛矿太阳能电池的电子提取材料，打破了传统使用氧化物纳米颗粒作为电子提取层的范式。具有多面体形貌和丰富内部多孔结构的MOF衍生ZnO能增强光捕获能力，并优化与钙钛矿的界面接触。与传统ZnO纳米颗粒相比，引入MOF衍生ZnO可实现更高效的电子提取、降低陷阱态密度并减少电子-空穴复合概率，从而显著提升电池的填充因子和短路电流密度?；贛OF衍生ZnO的钙钛矿太阳能电池展现出18.1%的冠军功率转换效率，同时填充因子提升至0.74，短路电流密度达到22.1 mA cm?2。该器件几乎不存在迟滞效应，且在环境大气中随时间的性能衰减得到抑制。钙钛矿太阳能电池的性能提升源于宽波长范围内光捕获效率的提高，以及MOF衍生ZnO与钙钛矿之间界面面积增大带来的载流子提取效率增强。
关键词： MOF衍生的ZnO，电子提取，钙钛矿太阳能电池，光捕获
更新于2025-09-16 10:30:52
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新型锑基有机-无机杂化材料作为高效稳定聚合物太阳能电池的电子提取层
摘要： 有机-无机杂化材料是作为聚合物太阳能电池界面层的一类新型材料。本研究合成了一种以锑为无机组分、二氨基吡啶为有机组分的杂化材料，将其描述为聚合物太阳能电池中电子提取层的新材料，并与近期报道的以铋替代锑的杂化材料进行对比。该杂化化合物通过溶液法沉积在由PTB7-Th低带隙聚合物（给体）与PC70BM富勒烯（受体）经典共混体系构成的光活性层上。采用常规器件结构与铝阴极时，太阳能电池展现出8.42%的功率转换效率——与使用氧化锌纳米晶作为界面层的参照器件相当，且显著优于铋基杂化材料。将此类杂化材料提取层加工至80纳米厚度时发现，从铋到锑的转变大幅提升了杂化材料的电荷提取与传输性能。值得注意的是，按1:1比例混合该杂化材料与氧化锌纳米晶制成的纳米复合材料进一步改善了提取层的电学性能，使功率转换效率达到9.74%，这归因于杂化层更紧密的堆积形态促进了电子提取效率提升。重要的是，这些纯杂化及氧化锌掺杂的电子提取层相比氧化锌中间层处理的电池，在空气暗态存储及惰性气氛光照条件下均显著提升了太阳能电池的稳定性。
关键词： 太阳能电池、形貌、混合材料、电子提取、纳米晶体、界面层
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