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石墨氮掺杂石墨烯量子点作为钙钛矿太阳能电池中的半导体添加剂

DOI：10.1021/acsami.9b13375 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 高效电荷传输对实现钙钛矿太阳能电池（PSCs）的高性能至关重要。本研究采用分子设计的石墨氮掺杂石墨烯量子点（GN-GQDs）作为钙钛矿薄膜的功能性半导体添加剂。富含氮活性位点的GN-GQDs参与钙钛矿薄膜结晶过程，并通过路易斯酸碱相互作用有效钝化晶界（GB）陷阱态。此外，晶界处的半导体性GN-GQDs与钙钛矿具有匹配的能级结构，可促进晶界电荷传输。GN-GQDs还表现出n型掺杂特性，能提升钙钛矿薄膜的费米能级。这显著改善了PSCs中的电荷传输，同时降低了界面复合。得益于这些优势，采用NiO/钙钛矿/PCBM/BCP结构的倒置平面PSCs实现了19.8%的高效率且无迟滞现象。经GN-GQDs修饰的PSCs即使不封装也展现出优异稳定性，这归因于被?；さ木Ы绾透呤杷缘母男员∧け砻妗８醚芯客瓜粤艘恢旨婀烁咝в胛榷ǖ腉QDs添加剂优化设计策略。
作者： Xinlei Gan，Siwei Yang，Jing Zhang，Gang Wang，Peng He，Hongrui Sun，Haobo Yuan，Luting Yu，Guqiao Ding，Yuejin Zhu
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研究概述 实验方案

研究目的

研究一种特定草药对某种疾病的治疗效果。

研究成果

总之，分子设计的GN-GQDs被用作MAPbI3钙钛矿的添加剂。富含活性氮位点的GN-GQDs通过路易斯酸碱相互作用影响钙钛矿结晶并钝化晶界陷阱态。作为n型掺杂半导体，GN-GQDs同时使钙钛矿n型掺杂，略微上移GN-GQDs+PVK复合材料的费米能级。此外，GN-GQDs具有开敞带隙，其导带底和价带顶与MAPbI3能带结构良好匹配。这使得GN-GQDs+PVK薄膜的电荷传输显著加速，电荷复合大幅降低?；贕N-GQDs+PVK活性层的倒置钙钛矿太阳能电池效率达19.8%，显著高于对照器件17.1%的效率。由于晶界陷阱态减少及GN-GQDs+PVK薄膜疏水性增强，该器件在未封装条件下也展现出30天优异的环境稳定性。本研究提出了一种GQDs分子设计方法，实现了可用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的功能性半导体添加剂。

研究不足

实验的技术和应用限制，以及潜在的优化领域。

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