研究目的
研究活性层厚度对P-I-N异质结CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿太阳能电池光学和电子结构的影响。
研究成果
该研究得出结论：在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿薄膜的最佳厚度为310纳米，此时可获得12.69%的最高光电转换效率（PCE）。该厚度能形成0.23电子伏特的强界面偶极矩、实现最佳能带排列，并使载流子提取的能量势垒最小化。这些发现为PSCs的设计与优化提供了重要依据。
研究不足
该研究仅限于CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿薄膜，未探索其他钙钛矿组分。研究了薄膜厚度对器件性能的影响，但未考虑温度和湿度等其他因素。
1：实验设计与方法选择：
本研究制备了具有不同厚度CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿薄膜的反式平面异质结钙钛矿太阳能电池（PSCs）。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见吸收光谱和紫外光电子能谱（UPS）对薄膜的形貌、晶体结构、光学特性及电子能带结构进行表征。
2：样品选择与数据来源：
在FTO/PEDOT:PSS基底上旋涂PbCl2与CH3NH3I的DMF溶液，制备了厚度为180、210、310、400和440纳米的钙钛矿薄膜。
3：400和440纳米的钙钛矿薄膜。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：实验设备包括用于J-V测试的Keithley 2635源测量单元、Bruker AXS D8 Advance X射线衍射仪、JEOL JSM-6700F场发射扫描电镜，以及用于XPS和UPS分析的ESCALAB 250-X仪器。
4：实验流程与操作步骤：
钙钛矿薄膜以2000转/分钟旋涂40秒后，在90°C退火120分钟。PC61BM作为电子传输层旋涂制备，80纳米铝对电极在高真空下沉积。
5：数据分析方法：
采用传输矩阵法模拟光学特性，通过UPS光谱分析电子结构。
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Keithley 2635 source measure unit
2635
Keithley
Used for measuring J-V curves of the devices under illumination.
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Bruker AXS D8 Advance diffractometer
D8 Advance
Bruker
Used for collecting XRD patterns of perovskite films.
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JEOL JSM-6700F FE-SEM
JSM-6700F
JEOL
Used for obtaining field emission SEM images of perovskite films.
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ESCALAB 250-X apparatus
250-X
ESCALAB
Used for obtaining XPS and UPS spectra to analyze the electronic structure of perovskite films.
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