研究目的
研究锂离子替代掺杂氧化镍(NiOx)空穴传输层(HTL)对倒置钙钛矿太阳能电池性能的影响。
研究成果
氧化镍薄膜中掺杂锂元素可增强其空穴捕获性能,使其成为更优异的钙钛矿太阳能电池空穴传输层材料。当锂掺杂量为4%时,器件效率从9.0%提升至12.6%。通过额外添加氧化锌作为电子传输层进一步优化后,最终实现了14.2%的光电转换效率。
研究不足
该研究聚焦于锂掺杂对NiOx空穴传输层的影响及其对钙钛矿太阳能电池性能的作用。研究局限性包括锂掺杂的具体浓度范围(2-8%)以及所采用的特定钙钛矿组分(MAPbI3)。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用简单的溶液法制备沿(111)晶面优先生长的锂掺杂NiOx薄膜,通过Mott-Schottky分析研究空穴载流子浓度。
2:样品选择与数据来源:
使用图案化氧化铟锡(ITO)玻璃基底,钙钛矿前驱体溶液由CH3NH3I:PbI2溶解于无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)配制而成。
3:实验设备与材料清单:
原子力显微镜(AFM)、场发射电子显微镜(TESCAN Mira 3-XMU)、掠入射X射线衍射(GIXRD)、紫外-可见吸收光谱仪、稳态光致发光(PL)系统、电化学阻抗谱仪(EIS 26H, iRA SOL)、Keithley 2400源表、太阳光模拟器(Newport 91160型)。
4:实验流程与操作步骤:
对基底进行清洗和紫外臭氧处理,旋涂并退火制备NiOx及Li:NiOx层,旋涂并退火钙钛矿层,沉积薄层PCBM后热蒸发银电极。
5:数据分析方法:
通过AFM、SEM和GIXRD表征形貌与晶体特性,采用UV-Vis和PL测量光学性能,利用Mott-Schottky分析和J-V测试分析电学性能。
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Atomic force microscopy
VEECO-CP research
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Field-emission electron microscope
TESCAN, Mira 3-XMU
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Crystallographic properties characterization
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UV-Vis spectrophotometer
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