研究目的
通过在氧化镍(NiO)空穴传输层(HTL)中引入碳量子点(CQDs),开发具有更高效率和长期稳定性的平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池(PSCs)。
研究成果
将碳量子点掺入氧化镍空穴传输层可提升平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。优化后的NiO:CQD空穴传输层能改善电荷传输、降低J-V迟滞效应,在未封装条件下经190小时大气环境暴露后仍保持初始光电转换效率的70%以上。该方法为开发稳定高效的钙钛矿太阳能电池提供了可行策略。
研究不足
该研究未涉及制造工艺在工业应用中的可扩展性问题。此外,长期稳定性测试仅在相对较短的时间(190小时)内进行,可能需要进一步研究来评估更长时间内的耐久性。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过水热反应合成碳量子点(CQDs)并将其掺入NiO空穴传输层(HTL)以制备钙钛矿太阳能电池(PSCs),探究CQD掺杂对PSCs性能与稳定性的影响。
2:样本选择与数据来源:
样本包含采用裸NiO及NiO:CQD HTL制备的PSCs,采集了这些器件的光学、电学及光伏特性数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括霍尔测量系统、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱仪(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、开尔文探针力显微镜(KPFM)及接触角分析仪;材料包含醋酸镍、乙醇胺、CH3NH3I、PbI2、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸异丙酯、甲苯、PCBM及BCP/Ag。
4:3I、PbIN,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸异丙酯、甲苯、PCBM及BCP/Ag。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:包括CQDs合成、NiO与NiO:CQD溶液制备、旋涂于ITO玻璃基底、钙钛矿及其他功能层沉积,以及最终PSCs的表征测试。
5:数据分析方法:
采用紫外-可见光谱、光致发光(PL)发射与激发光谱、时间分辨光致发光(TRPL)测量、霍尔测量及光伏性能测试。
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