研究目的
通过分子维度控制和界面钝化来研究乙二胺配体对钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能和稳定性的影响。
研究成果
研究表明,采用DETA和TETA蒸汽进行器件后处理能通过形成疏水性二维钙钛矿封顶层并减少表面陷阱态,同时提升钙钛矿太阳能电池的效率和耐湿稳定性。而EDA处理则会导致快速降解。该发现揭示了乙烯胺分子在提升PSC性能与稳定性方面的作用机制。
研究不足
该研究聚焦于经乙烯胺配体处理的钙钛矿太阳能电池的耐湿性及效率,但未深入探究热稳定性或其他环境因素的影响。钙钛矿与配体之间的相互作用机制,尤其是不同长度烷基链和胺基团的影响,仍有待进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用不同碳链长度的乙烯胺盐(EDA、DETA、TETA)蒸汽进行器件后处理(PDT),以改性钙钛矿层。
2:样本选择与数据来源:
制备了Cs0.05FA0.79MA0.16PbI2.5Br0.5钙钛矿太阳能电池,并用配体蒸汽进行处理。
3:05FA79MA16PbI5Br5钙钛矿太阳能电池,并用配体蒸汽进行处理。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:使用了掺氟氧化锡(FTO)玻璃、TiO2层、钙钛矿前驱体溶液、空穴传输层Spiro-MeOTAD以及金电极。
4:2层、钙钛矿前驱体溶液、空穴传输层Spiro-MeOTAD以及金电极。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过旋涂和退火工艺制备器件,随后进行配体蒸汽的PDT处理。表征手段包括XRD、SEM、TEM、UV-Vis、UPS、PL、TRPL、J-V测试及稳定性测试。
5:数据分析方法:
通过XRD图谱、SEM和TEM图像、UV-Vis和UPS光谱、PL和TRPL衰减光谱、J-V曲线及阻抗谱进行分析。
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Titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate)
75 wt% in isopropanol
Sigma-Aldrich
Used for the preparation of compact TiO2 layer.
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4-tert-butylpyridine
98%
Sigma-Aldrich
Additive in the hole transporting layer.
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Fluorine-doped tin oxide (FTO) glass
15 Ω sq?1
Nippon Electric Glass
Used as a substrate for perovskite solar cells.
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TiO2 nano particle paste
30-NRD
Greatcell Solar
Used for the preparation of mesoporous TiO2 layer.
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Spiro-MeOTAD
Borun New Material, China
Used as hole transporting material.
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Li-TFSI
Sigma-Aldrich
Additive in the hole transporting layer.
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Co(III)-TFSI
FK 209
Greatcell Solar
Additive in the hole transporting layer.
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Gold
Used as the back electrode.
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