研究目的
研究溶剂添加剂对钙钛矿太阳能电池中苝二酰亚胺二聚体薄膜形貌与传输性能的影响以提升器件性能。
研究成果
溶剂添加剂的引入,特别是1-甲基萘(MN),显著改善了Bis-PDI-T-EG薄膜的形貌和传输性能,从而提升了PerSCs的性能。以Bis-PDI-T-EG + 0.05 v/v% MN作为ETL时,获得了最佳PCE 14.96%。进一步添加0.05 wt%石墨烯后,PCE提升至15.11%。该研究表明溶剂添加剂工程在优化基于非富勒烯ETL的PerSCs性能方面具有潜力。
研究不足
该研究聚焦于溶剂添加剂对PDI薄膜形貌与传输特性的影响及其对PerSCs性能的作用。局限性在于所测试的溶剂添加剂类型及使用浓度范围有限,可能未涵盖所有可能影响薄膜特性和器件性能的变化情况。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溶剂添加剂工程调控PDI的形貌与传输性能。通过考察一系列溶剂添加剂对PDI二聚体(Bis-PDI-T-EG)薄膜形貌、传输特性及PerSCs光伏性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
所用材料包括按文献方法合成的Bis-PDI-T-EG和PDIN,以及从不同供应商购买的各类溶剂添加剂。
3:实验仪器与材料清单:
使用仪器包括太阳光模拟器、紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪、光学显微镜、原子力显微镜及GIWAXS测试设备。
4:实验步骤与操作流程:
PerSCs制备过程包含旋涂工艺、退火处理及利用溶剂添加剂调控Bis-PDI-T-EG电子传输层的形貌与电荷传输。
5:数据分析方法:
通过测量I-V特性进行电导率测试,光伏性能通过J?V曲线和IPCE测试表征。
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PL spectra recorder
TCD1304AP linear CCD sensor arrays
Toshiba
Used for recording PL spectra of the spin-coated films.
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AFM
Bruker Dimension FastScan
Bruker
Used for obtaining tapping-mode AFM images of the Bis-PDI-T-EG films.
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Solar simulator
San-Ei Electric CE Xe light with AM 1.5 G filter
San-Ei Electric
Used for illuminating the BCF-PTAA solution and characterizing the J?V curves of the PerSCs.
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UV–vis spectra recorder
Varian Cary 100 Conc
Varian
Used for recording UV–vis absorption spectra of the Bis-PDI-T-EG films.
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Optical microscope
TXS06-02H Fluorescence Microscope
Srate Optical Instrument Manufactory
Used for obtaining optical microscope photographs of the Bis-PDI-T-EG films.
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5A beamline of the Pohang Light Source II (PLS-II)
Pohang Light Source
Used for carrying out grazing-incidence wide-angle X-ray scattering measurements.
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