研究目的
研究一种新型双二甲氨基功能化富勒烯衍生物(PCBDMAM)作为辅助中间层置于PCBM之上,形成双层富勒烯阴极缓冲层(CBL),对倒置平面钙钛矿太阳能电池(iPSCs)效率和稳定性的影响。
研究成果
在PCBM上方引入PCBDMAM中间层形成双富勒烯CBL,可显著提升iPSC器件的效率和环境稳定性。该中间层促进界面偶极层的形成,降低银阴极的功函数并减小界面能级偏移,从而改善电子传输和器件性能,最佳光电转换效率达18.11%。PCBDMAM更高的疏水性也有助于器件在环境条件下保持更优的稳定性。
研究不足
该研究仅限于特定的富勒烯衍生物(PCBDMAM)及其在iPSC器件中的应用。未涉及大规模应用中合成PCBDMAM的可扩展性和成本效益问题。此外,该研究聚焦于MAPbI3钙钛矿,其发现可能不直接适用于其他钙钛矿组分。
1:实验设计与方法选择:
该研究涉及合成PCBDMAM并将其作为中间层应用于iPSC器件中PCBM的顶部,形成双层富勒烯CBL。方法包括制备有无PCBDMAM中间层的iPSC器件,以比较其性能和稳定性。
2:样本选择与数据来源:
样本包括生长在NiOx上的MAPbI3钙钛矿薄膜,以PCBM和PCBDMAM作为CBL。数据来源于光伏性能测量、形貌和光谱表征。
3:实验设备与材料清单:
使用氟掺杂氧化锡(FTO)涂层玻璃基板、PbI2、MAI、DMF、DMSO、氯苯、异丙醇、乙醇、丙酮、C60、PCBM、BCP及其他化学品。设备包括布鲁克AV 400 MHz核磁共振波谱仪、UV-vis-NIR 3600光谱仪、Keithley 2400源测量单元、Oriel Sol 3A太阳能模拟器等。
4:MAI、DMF、DMSO、氯苯、异丙醇、乙醇、丙酮、CPCBM、BCP及其他化学品。设备包括布鲁克AV 400 MHz核磁共振波谱仪、UV-vis-NIR 3600光谱仪、Keithley 2400源测量单元、Oriel Sol 3A太阳能模拟器等。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过将钙钛矿前驱体溶液旋涂到FTO/NiOx基板上,随后沉积PCBM和PCBDMAM层,最后热蒸发Ag电极来制备iPSC器件。对器件的光伏性能、稳定性和界面特性进行表征。
5:数据分析方法:
使用统计方法分析有无PCBDMAM中间层的器件性能。通过光谱和形貌表征了解性能提升背后的机制。
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Fluorine-doped tin oxide (FTO)-coated glass substrates
NSG Group
Used as substrates for the fabrication of perovskite solar cells.
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PbI2
Tokyo Chemical Industry Co., Ltd
Used as a precursor for the perovskite layer.
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MAI
Xi’an Polymer Light Technology Corp
Used as a precursor for the perovskite layer.
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PCBM
Solenne Bv
Used as a cathode buffer layer in perovskite solar cells.
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Bathocuproine (BCP)
Alfa Aesar
Used in the fabrication of perovskite solar cells.
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