研究目的
通过旋涂和浸渍技术采用顺序沉积法制备由混合钙钛矿(CH3NH3PbI3)组成的太阳能电池的工艺路线,旨在实现可达到的最高能效水平。
研究成果
该研究采用顺序沉积法成功合成了CH3NH3PbI3/TiO2薄膜,揭示了碘化铅层厚度对钙钛矿晶体形成的影响。PV-3样品展现出最均匀的钙钛矿分布和最强的吸收特性。该方法可在环境条件下快速制备低成本薄膜,为未来太阳能电池应用提供了潜力。
研究不足
该研究在环境条件(室温和开放大气)下进行,这可能影响钙钛矿薄膜的重复性和稳定性。二氧化钛的亲水特性以及较高沉积速度下碘化铅溶液的快速冷却影响了钙钛矿晶体的形成,表明沉积技术和条件存在潜在优化空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用顺序两步沉积法,在掺氟二氧化锡(FTO)基底上沉积介孔二氧化钛(TiO2)层后覆盖卤化铅钙钛矿(CH3NH3PbI3)。具体方法包括旋涂法和浸渍法。
2:样品选择与数据来源:
以覆盖FTO的玻璃作为基底,样品经清洗后依次制备TiO2浆料层和碘化铅(PbI2)溶液层。
3:实验设备与材料清单:
TiO2-P25(赢创)、异丙醇钛(97%,西格玛奥德里奇)、羧甲基纤维素(西格玛奥德里奇)、松油醇(西格玛奥德里奇)、乙酰丙酮(西格玛奥德里奇)、乙醇(99%,齐柏林)、碘化铅、无水N,N-二甲基甲酰胺、无水异丙醇溶解的CH3NH3I。
4:实验流程与操作步骤:
通过旋涂法沉积TiO2介孔层并烧结,钙钛矿层采用顺序两步法制备——先以不同转速旋涂PbI2溶液,再通过CH3NH3I溶液旋涂转化为钙钛矿晶体。
5:数据分析方法:
形貌表征采用扫描电子显微镜(SEM),光学带隙通过漫反射测量确定,晶体结构分析使用X射线衍射图谱。
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titanium isopropoxide
97 %
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of TiO2 paste.
-
TiO2-P25
P25
Evonik
Used in the preparation of TiO2 paste for the deposition of TiO2 by spin coating.
-
carboxi methyl cellulose
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of TiO2 paste.
-
terpineol
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of TiO2 paste.
-
acetyl acetonate
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of TiO2 paste.
-
ethanol
99 %
Zeppelin
Used in the preparation of TiO2 paste.
-
PbI2
Used in the preparation of PbI2 solution for the deposition of perovskite films.
-
anhydrous N, N-Dimethylmethanamide
Used as a solvent in the preparation of PbI2 solution.
-
CH3NH3I
Used in the preparation of solution for the conversion of PbI2 into perovskite crystals.
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anhydrous isopropanol
Used as a solvent in the preparation of CH3NH3I solution.
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