研究目的
通过缓冲层掺杂改善聚合物太阳能电池的光捕获和电荷提取性能
研究成果
将Au@TiO2等离子体团簇纳米颗粒掺入钙钛矿太阳能电池的ZnO电子传输层，可显著提升光吸收与电荷传输效率，从而增强光伏性能。当Au@TiO2 PCSNPs的最佳掺杂浓度为1.5 wt%时，电池实现了8.801%的最高光电转换效率(PCE)。该方法通过等离子体增强效应和优化的电荷提取机制，为开发高效钙钛矿太阳能电池提供了可行策略。
研究不足
该研究聚焦于将Au@TiO2 PCSNPs掺杂至PSCs的ZnO层中，其可能并不直接适用于其他类型太阳能电池或不同功能层。最佳掺杂浓度针对本研究所用材料及器件结构而定。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及合成金@二氧化钛等离子体核壳纳米颗粒（PCSNPs）并将其掺杂到氧化锌（ZnO）中，作为聚合物太阳能电池（PSCs）的混合电子传输层。方法包括通过种子生长法合成金纳米颗粒（Au NPs），随后制备Au@TiO2 PCSNPs。PSCs采用ITO/ZnO/PTB7:PC71BM/MoO3/Ag结构制备，其中ZnO层中Au@TiO2 PCSNPs的掺杂浓度各不相同。
2：样本选择与数据来源：
样本包括ZnO层中不同Au@TiO2 PCSNPs掺杂比例的PSCs。这些器件在AM 1.5G太阳光照下进行性能评估。
3：5G太阳光照下进行性能评估。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于基底处理的紫外臭氧清洗机、用于层沉积的旋涂仪、退火炉以及用于电极沉积的蒸镀设备。材料包括ITO基底、ZnO前驱体、PTB7:PC71BM混合物、MoO3和用于电极的银。
4：实验步骤与操作流程：
过程包括清洗ITO基底、旋涂含与不含Au@TiO2 PCSNPs的ZnO前驱体、退火、旋涂活性层以及蒸镀MoO3和Ag电极。随后对器件的光伏性能进行表征。
5：数据分析方法：
通过光照和暗态条件下的电流密度-电压（J-V）特性、入射光子-电子转换效率（IPCE）测量以及用于电场分布的有限差分时域（FDTD）模拟来分析PSCs的性能。
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获取完整内容-
ITO substrates
Used as the transparent conductive electrode in the polymer solar cells.
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ZnO precursor
Used to form the electron transport layer in the polymer solar cells.
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PTB7:PC71BM
Used as the active layer material in the polymer solar cells.
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MoO3
Used as the hole transport layer in the polymer solar cells.
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Ag
Used as the electrode material in the polymer solar cells.
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Au@TiO2 PCSNPs
Doped into the ZnO electron transport layer to improve light trapping and electrical conductivity through localized surface plasmon resonance.
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