研究目的
研究TiO2电子选择层中明确界定的针孔对平面异质结钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响。
研究成果
研究表明，二氧化钛电子传输层中的微小针孔对平面异质结钙钛矿太阳能电池的性能影响甚微，这意味着此类缺陷并无害处，甚至能在一定程度上提升性能。然而，覆盖FTO层表面不完全的超薄多孔层则会降低器件性能。
研究不足
该研究仅限于电子自旋共振谱仪中直径约10纳米的微小针孔。更大孔径或更开放多孔结构对器件性能的影响尚未探究，但已列入未来研究计划。
1：实验设计与方法选择
本研究采用嵌段共聚物模板法结合浸涂工艺制备的溶胶-凝胶衍生介孔TiO2薄膜作为模型体系。研究方法包括掠入射X射线衍射(GI-XRD)、X射线反射率(XRR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)以及金属-绝缘体-半导体结构中线性递增电压电荷提取法(MIS-CELIV)测量。
2：样品选择与数据来源
使用氟掺杂氧化锡(FTO)衬底沉积TiO2薄膜。通过多种技术表征样品以分析结构特性和器件性能。
3：实验设备与材料清单
设备包括布鲁克AXS D8 Discover型仪器(GI-XRD和XRR)、蔡司Leo Gemini 1530(FE-SEM)以及吉时利仪器2636系列源表(J-V测量)。材料包括四氯化钛(TiCl4)、乙醇(EtOH)和聚丁二烯(1,4加成)-b-环氧乙烷二嵌段共聚物(P2952_BdEO)。
4：实验流程与操作步骤
将TiO2薄膜浸涂于FTO衬底上，煅烧后用于制备钙钛矿太阳能电池。器件在模拟AM 1.5太阳光下进行表征。
5：数据分析方法
数据分析包括使用LEPTOS软件拟合XRR数据、TOPAS P软件分析GI-XRD数据，以及通过J-V扫描和时间依赖性电流密度测量评估器件性能。
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Zeiss Leo Gemini 1530
Leo Gemini 1530
Zeiss
Used for field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) to determine the morphology of the TiO2 films.
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Bruker AXS D8 Discover
D8 Discover
Bruker AXS
Used for grazing incidence X-ray diffraction (GI-XRD) and X-ray reflectometry (XRR) measurements.
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Keithley Instruments 2636 Series Source Meter
2636 Series
Keithley Instruments
Used for measuring current density against voltage (J-V) scans under simulated AM 1.5 sunlight.
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