研究目的
探究螺-OMeTAD空穴传输层水分不稳定性的起源,并提出提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)耐湿性的策略。
研究成果
研究表明,通过延长前驱体溶液的混合时间并采用热退火工艺来控制螺-OMeTAD空穴传输层的初始形貌,可显著提升钙钛矿太阳能电池的耐湿稳定性。这些基于物理形貌调控的策略为在不改变空穴传输层化学组成的前提下提高器件稳定性提供了可行途径。
研究不足
该研究聚焦于HTL掺杂剂引发的水分不稳定性,未涉及热不稳定性或钙钛矿本征不稳定性等其他降解途径。所提出的策略可能并非普遍适用于所有类型的PSC或HTL。
1:实验设计与方法选择:
通过调节前驱体溶液混合时间、旋涂速度及热退火处理(TA),制备具有不同初始形貌的螺-OMeTAD薄膜,研究这些参数对钙钛矿太阳能电池(PSCs)耐湿稳定性的影响。
2:样本选择与数据来源:
样本包含不同条件(混合时间、旋涂速度、有无TA)下制备的螺-OMeTAD薄膜及其对应的PSC器件。
3:实验设备与材料清单:
材料包括螺-OMeTAD、LiTFSI、tBP等器件制备用化学品;设备包含扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、动态光散射仪(DLS)和光致发光(PL)表征仪器。
4:实验流程与操作步骤:
PSC制备过程包括在受控条件下依次沉积SnO?电子传输层、钙钛矿吸光层及螺-OMeTAD空穴传输层(HTL),随后对器件性能与稳定性进行表征。
5:数据分析方法:
通过分析电导率演变、形貌变化及器件性能指标(光电转换效率PCE、开路电压Voc、短路电流密度Jsc、填充因子FF),评估初始HTL形貌对耐湿稳定性的影响。
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spiro-MeOTAD
Xi’an Polymer Light Technology Corp
Acts as a hole-transporting layer (HTL) in perovskite solar cells (PSCs).
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LiTFSI
Xi’an Polymer Light Technology Corp
Dopant for spiro-MeOTAD to enhance its electrical conductivity.
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tBP
Xi’an Polymer Light Technology Corp
Additive in the spiro-MeOTAD precursor solution to improve film formation.
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SnO2
15% in H2O colloid precursor colloidal dispersion
Alfa Aesar
Electron transporting layer in perovskite solar cells.
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