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用于光电、光伏和储能设备的氧化锡:综述
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2021-06-30 , DOI: 10.1039/d1ta01291f Goutam Kumar Dalapati, Himani Sharma, Asim Guchhait, Nilanjan Chakrabarty, Priyanka Bamola, Qian Liu, Gopalan Saianand, Ambati Mounika Sai Krishna, Sabyasachi Mukhopadhyay, Avishek Dey, Terence Kin Shun Wong, Siarhei Zhuk, Siddhartha Ghosh, Sabyasachi Chakrabortty, Chandreswar Mahata, Sajal Biring, Avishek Kumar, Camila Silva Ribeiro, Seeram Ramakrishna, Amit K. Chakraborty, Satheesh Krishnamurthy, Prashant Sonar, Mohit Sharma
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2021-06-30 , DOI: 10.1039/d1ta01291f Goutam Kumar Dalapati, Himani Sharma, Asim Guchhait, Nilanjan Chakrabarty, Priyanka Bamola, Qian Liu, Gopalan Saianand, Ambati Mounika Sai Krishna, Sabyasachi Mukhopadhyay, Avishek Dey, Terence Kin Shun Wong, Siarhei Zhuk, Siddhartha Ghosh, Sabyasachi Chakrabortty, Chandreswar Mahata, Sajal Biring, Avishek Kumar, Camila Silva Ribeiro, Seeram Ramakrishna, Amit K. Chakraborty, Satheesh Krishnamurthy, Prashant Sonar, Mohit Sharma
二氧化锡 (SnO 2 ) 是最稳定的锡氧化物,是一种金属氧化物半导体,由于其有趣的能带隙可以通过掺杂外来元素或通过纳米结构设计(例如薄膜、纳米线或纳米粒子形成等,并具有优良的热、机械和化学稳定性。特别是,它在地球上的丰富性和无毒使其在许多可持续发展技术(如能量收集和储存)中的使用非常有吸引力。本文试图回顾 SnO 2的合成和性质的最新技术,主要关注其在各种光电器件中作为透明导电氧化物 (TCO) 的应用,其次在能量收集和能量存储设备中,它分别用作电子传输层 (ETL) 和电极材料。在这样做时,我们将讨论的氧化锡如何满足用于上述应用的要求,与这些应用相关联的挑战,并且它的性能如何可以通过采用各种策略,如掺杂与外国的金属,官能化与等离子体,可进一步提高等的文章首先回顾了掺杂 SnO 2的各种实验方法由于其作为 TCO 的增强性能以及相关的计算研究,因此加入了外来元素。在此,我们还比较了掺杂氧化锡的 TCO 性能与诸如氟 (F)、锑 (Sb)、钽 (Ta)、钨 (W)、钼 (Mo)、磷 (P) 和镓 (Ga)。我们还讨论了多层 SnO 2 /金属/SnO 2结构在 TCO 性能方面的特性。接下来,我们回顾了氧化锡作为 TCO 和 ETL 在有机发光二极管 (OLED)、有机光伏 (OPV) 和钙钛矿太阳能电池(包括等离子体处理方法)等设备中的地位,然后将其用于建筑集成光伏 (BIPV) 应用。接下来,我们回顾一下 SnO 2的影响,主要用作储能设备的电极材料,从最流行的锂(Li)离子电池到锂硫电池,最后到快速兴起的超级电容器技术。最后,我们还比较了掺杂 SnO 2与镓 (Ga) 掺杂氧化锌 (ZnO)(作为 TCO的主要可持续替代 SnO 2的性能)的性能,并总结了 SnO 2对循环经济的影响,并讨论了主要结论和未来观点。预计该综述将为有兴趣了解 SnO 2 可以为一些最理想的可持续和清洁能源技术的循环经济做出贡献,包括详细的合成实验方法和性能增强策略。
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更新日期:2021-08-02
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