研究目的
研究GQDs添加剂作为电子传输层在TiO2纳米棒中对钙钛矿太阳能电池性能提升的作用。
研究成果
研究表明，通过采用二氧化钛纳米棒（TiO2 NRs）并进一步结合石墨烯量子点（GQDs），钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）得到显著提升。TiO2 NRs与GQDs的协同作用减少了电荷复合、增强了电荷转移并改善了光学性能，从而提高了PCE。所提出的水热法为提升光伏器件性能提供了一种简单有效的方法。
研究不足
该研究聚焦于电子传输层电学性能的提升，但未详细描述石墨烯量子点对电子传输层形貌的影响。后续研究可进一步深入探究其形貌作用机制。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用简单的一步水热法合成TiO2纳米棒和GQDs-TiO2纳米棒。通过优化温度、时间和钛前驱体浓度等水热条件进行参数调控。
2：样品选择与数据来源：
使用氟掺杂氧化锡（FTO）玻片作为基底。钙钛矿层通过两步旋涂工艺沉积在电子传输层上。
3：实验设备与材料清单：
材料包括TiO2浆料、四异丙醇钛（TTIP）、溴甲铵（MABr）、甲脒碘（FAI）、碘化铯、碘化铅（PbI2）、溴化铅（PbBr2）、Spiro-OMeTAD、4-叔丁基吡啶（TBP）、双(三甲基硅烷基)酰胺锂（LiTFSI）等。设备包含用于J-V特性曲线测试的Biologic SP-300电化学工作站、Jasco V-750紫外-可见分光光度计、场发射扫描电镜（JSM-7001）及飞利浦X Pert PRO MPD X射线衍射仪。
4：2）、溴化铅（PbBr2）、Spiro-OMeTAD、4-叔丁基吡啶（TBP）、双(三甲基硅烷基)酰胺锂（LiTFSI）等。设备包含用于J-V特性曲线测试的Biologic SP-300电化学工作站、Jasco V-750紫外-可见分光光度计、场发射扫描电镜（JSM-7001）及飞利浦X Pert PRO MPD X射线衍射仪。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：合成过程包括在FTO基底上水热生长纳米棒并进行退火处理。配制钙钛矿溶液沉积于电子传输层后，旋涂Spiro-OMeTAD溶液并蒸镀金电极。
5：数据分析方法：
通过AM 1.5 G太阳光模拟器下的J-V测试评估钙钛矿太阳能电池性能，采用电化学阻抗谱（EIS）测定载流子传输与复合特性。
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Titanium (IV)-isopropoxide (TTIP)
97%
Sigma-Aldrich
Used as the source of Ti in the hydrothermal synthesis of TiO2 NRs.
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Jasco V-750 UV-Vis spectrophotometer
V-750
Jasco
Used to obtain absorbance spectra of the ETL and perovskite films.
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Fluorine-doped tin oxide (FTO) sheets
Solaronix
Used as substrates for the perovskite solar cells.
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TiO2 paste
Solaronix
Used for the preparation of the mp TiO2 on the FTO.
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Biologic SP-300 potentiostat
SP-300
Biologic
Used for J-V characteristic curves calculation under one sun illumination AM 1.5 G simulated sunlight.
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FE-SEM
JSM-7001
JSM
Used to assess the surface morphologies of the ETL, perovskite films and cross sectional images.
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Philips X Pert PRO MPD diffractometer
X Pert PRO MPD
Philips
Used for Grazing incident X-ray diffraction (GIXRD) patterns recording.
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