研究目的
通过在活性层中引入二维(2D)Bi2O2Se纳米片来提高聚合物太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)，从而改善载流子迁移率和电荷传输。
研究成果
将二维Bi2O2Se纳米片引入钙钛矿太阳能电池活性层，通过提升载流子迁移率、电荷传输效率及结晶度，显著增强了光电转换效率。优化后的三元器件展现出优异的空气稳定性，证实了二维Bi2O2Se作为高性能光伏器件添加剂的潜力。
研究不足
该研究未涉及二维Bi2O2Se纳米片的制备工艺可扩展性，也未探究钙钛矿太阳能电池在超过30天运行条件下的长期稳定性。此外，未研究不同环境条件对器件性能的影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究结合锂插层与剪切力辅助液相剥离法制备Bi2O2Se少层二维纳米片，并将其引入钙钛矿太阳能电池活性层以增强电荷传输。
2：样品选择与数据来源：
活性层分别采用PBDB-T与ITIC（质量比1:1）及PM6与Y6（质量比1:1.2）制备，添加不同浓度的二维Bi2O2Se材料。
3：2）制备，添加不同浓度的二维Bi2O2Se材料。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括布鲁克Advance衍射仪（XRD）、JEOL-2100F电镜（TEM）、Nano Scope NS3A系统（AFM）、岛津UV-2600分光光度计（吸收光谱）、Keithley 2400源表（J?V曲线）、SRF50系统（EQE光谱）、SPEX 1681自动荧光光谱仪（PL光谱）、LCP系统（TRTPL）、Kratos Axis ULTRA（XPS）、CHI630E电化学工作站（EIS）及先进光源（GIWAXS）。材料包含PBDB-T、ITIC、PM6、Y6及二维Bi2O2Se纳米片。
4：Y6及二维Bi2O2Se纳米片。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：先制备并表征二维Bi2O2Se纳米片，再将其加入活性层溶液；活性层旋涂于电子传输层后，依次沉积空穴传输层与金属电极。
5：数据分析方法：
通过J-V曲线、EQE光谱、PL与TRTPL光谱及GIWAXS图谱评估钙钛矿太阳能电池的电荷传输、激子分离及结晶性能。
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JEOL-2100F electron microscope
2100F
JEOL
Obtaining transmission electron microscopy (TEM) images
-
Nano Scope NS3A system
NS3A
Bruker
Taking atomic force microscopy (AFM) images
-
Shimadzu UV-2600 spectrophotometer
UV-2600
Shimadzu
Obtaining absorption spectra
-
Keithley 2400 source meter
2400
Keithley
Measuring J?V curves of all devices
-
Kratos Axis ULTRA measurement instrument
Axis ULTRA
Kratos
Measuring X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectra
-
CHI630E electrochemical workstation
630E
CHI
Obtaining electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
-
Bruker Advance diffractometer
Bruker
Measuring X-ray diffraction curves (XRD) spectra
-
SRF50 system
SRF50
Recording EQE spectra
-
SPEX 1681 automated spectrofluorometer
1681
SPEX
Measuring photoluminescence (PL) spectra
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LCP system
Obtaining time resolved transient photoluminescence (TRTPL)
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Advanced Light Source
Measuring grazing-incidence wide-angle X-ray scattering (GIWAXS)
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