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新型 TiO2 纳米棒的选择性控制:介观钙钛矿太阳能电池电子传输层的优异构建模块

ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-02-08 , DOI: 10.1021/acsami.2c21731
You Jin Park 1 , Young In Jeon 1 , In Seok Yang 1 , Hyunsue Choo 1 , Woo Seok Suh 1 , So-Yeon Ju 1 , Hui-Seon Kim 1 , Jia Hong Pan 2 , Wan In Lee 1
Affiliation  


在碱性环境下通过溶剂热反应选择性合成了70-200 nm不同长度和46-48 nm均匀宽度的新型TiO 2纳米棒(NR)。 TiO 2 NR 的长度可通过改变四甲基氢氧化铵 (TMAH) 的浓度进行可重复调节,而纯锐钛矿相中的 NR 则沿 [001] 方向生长,这是由于 TMAH 与 TiO 2的优先结合亲和力所致( 101) 方面。然后应用不同长度的TiO 2 NR来形成介观钙钛矿太阳能电池(PSC)的电子传输层(ETL)。我们发现,具有 NR 的 PSC 器件表现出比具有传统 46 nm 尺寸 TiO 2纳米颗粒 (NP46) 的 PSC 器件更优异的光伏 (PV) 性能。特别是,具有110 nm长度的TiO 2 NR(NR110)的PSC表现出最佳的PV转换效率(PCE):平均PCE为22.64% VOC为1.137 V, J SC为24.60 mA·cm –2 , FF为80.96%,而冠军PCE为23.18%。此外,含有 NR110 的 PSC (PSC-NR110) 在相对湿度为 40-50% 的空气中显着提高了长期稳定性。在 1000 小时内,其 PCE 仅降低 9%,而含有 NP46 的 PSC 则降低 25%。在黑暗条件下和不同光强度下通过阻抗谱和J - V曲线测量分析的 PSC 特性提供了证据,表明 PSC-NR110 的缺陷较少,并且电荷复合显着减少。我们讨论了 NR 结构在制备 PSC 器件 ETL 中的优势,并解释了为什么电荷复合受到抑制。




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更新日期:2023-02-08
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