研究目的
研究基于金属氧化物(MO)和聚合物(P)界面层的钙钛矿太阳能电池(PVSCs)的热稳定性,区分化学分解与机械断裂,并为高热稳定性PVSCs提出合理的界面层设计方案。
研究成果
研究表明,柔软(低模量)且厚度大于20纳米的聚合物界面层能通过减少热致应力和化学分解,显著提升钙钛矿太阳能电池的热稳定性。该工作揭示了钙钛矿薄膜的降解机制,并为设计高热稳定性光伏器件提供了路径。
研究不足
本研究采用厚聚合物界面层以提高钙钛矿太阳能电池的高热稳定性。然而,在其他老化条件下,聚合物材料的劣化问题需谨慎考量。
1:实验设计与方法选择:
研究在不同界面层(SnO2、TiO
2:TiOPEDOT:
2、PEDOT:PSS、PTAA)衬底上制备钙钛矿薄膜并进行热老化测试。采用X射线衍射(XRD)和光学显微镜表征来检测薄膜的分解情况和机械稳定性。通过力学模拟来理解光伏器件中的热致应力。
3:样本选择与数据来源:
通过两步法在不同界面层上沉积钙钛矿薄膜。随后在手套箱中于不同温度下对样品进行热老化处理。
4:实验设备与材料清单:
用于厚度测量的触针式轮廓仪、用于结晶度分析的X射线衍射(XRD)、用于形貌观察的光学显微镜以及用于应力分析的有限元模拟。
5:实验流程与操作步骤:
制备不同界面层衬底、沉积钙钛矿薄膜、进行热老化测试以及老化前后薄膜的表征。
6:数据分析方法:
从XRD数据量化分解速率、从光学显微镜图像分析机械稳定性、使用有限元方法模拟热致应力。
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