研究目的
通过掺杂经典碱金属碳酸盐Cs2CO3来调控ZnO电子传输材料的能级结构,从而提升全无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的光伏性能和热稳定性。
研究成果
在ZnO电子传输层中掺杂Cs2CO3能有效调控能级并改善电子传输性能,从而提升CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的光伏性能和热稳定性。优化后的器件实现了高功率转换效率,并在高温老化后仍保持大部分初始效率。
研究不足
该研究聚焦于Cs2CO3对ZnO电子传输层的掺杂效应及其对CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的影响。研究发现钙钛矿薄膜在弯曲应力下的机械柔韧性存在局限,在反复弯曲循环后出现裂纹。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溶胶-凝胶法制备掺杂Cs2CO3的ZnO电子传输材料(ETM)以调控能级和电学性能,并与其他碱金属化合物(CsF和K2CO3)的掺杂效果进行对比。
2:样本选择与数据来源:
样本包括未掺杂ZnO薄膜及不同掺杂浓度(2 mol%至6 mol%)的掺杂ZnO薄膜,CsPbI2Br钙钛矿层沉积于这些电子传输材料上。
3:实验设备与材料清单:
设备包含扫描电子显微镜(SEM)、紫外光电子能谱(UPS)与X射线光电子能谱(XPS)、时间分辨光致发光光谱仪(TRPL)及用于J-V测试的太阳光模拟器。材料包括PbI2、PbBr2、CsI、ZnO前驱体及掺杂剂(Cs2CO3、CsF、K2CO3)。
4:PbBrCsI、ZnO前驱体及掺杂剂(Cs2COCsF、K2CO3)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将ZnO薄膜旋涂于ITO玻璃基底并退火,随后在ZnO电子传输材料上旋涂CsPbI2Br前驱体溶液并退火,最终通过旋涂Spiro-OMeTAD、MoO3和Ag层完成器件制备。
5:数据分析方法:
通过J-V曲线、EQE光谱及不同条件下的稳定性测试分析钙钛矿太阳能电池(PeSCs)性能。
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获取完整内容-
ZnO
Electron transport material in perovskite solar cells
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Cs2CO3
Dopant for tuning energy levels and electrical properties of ZnO
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CsPbI2Br
Perovskite layer in solar cells
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Spiro-OMeTAD
Hole transport material in solar cells
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MoO3
Interface layer in solar cells
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Ag
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