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Adv Mater:自組裝單分子層改善鈣鈦礦電池的性能
納米技術(shù) 納米 2024-01-28

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通過自組裝單分子層能夠顯著改善p-i-n結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。導(dǎo)電性金屬氧化物的表面修飾的單分子層,并且調(diào)節(jié)鈣鈦礦材料之間的相互作用能夠具有高效率的抽取載流子,并且改善鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量。

有鑒于此,河南大學(xué)李萌使用不同螯合基團(tuán)的分子和間隔分子構(gòu)筑單分子層,從而能夠調(diào)控分子與鈣鈦礦之間的相互作用。

本文要點(diǎn):

(1)

我們研究發(fā)現(xiàn)與磷酸官能團(tuán)相比,修飾羧酸官能團(tuán)的單分子層與鈣鈦礦之間具有比較合適的相互作用,以及比較合適的取向和分子排列。因此,修飾羧酸單分子層的鈣鈦礦表現(xiàn)更低的非輻射復(fù)合效應(yīng)和更好的晶化程度。此外,我們發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度較短的分子鏈能夠改善單原子層與鈣鈦礦之間的能級(jí)排列,從而改善空穴的捕獲能力。

(2)

構(gòu)筑的Sn-Pb窄帶鈣鈦礦(~1.25 eV)太陽能電池的性能達(dá)到23.1 %,開路電壓達(dá)到0.89 V。在N2氣氛儲(chǔ)存2500 h后,器件的性能保持93 %。這項(xiàng)研究工作展示說明單分子層能夠改善鈣鈦礦電池的性能,從而為增強(qiáng)鈣鈦礦太陽能電池器件的穩(wěn)定性提供方法。

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參考文獻(xiàn)

Zuhong Zhang, Rui Zhu, Ying Tang, Zhenhuang Su, Shuaifeng Hu, Xu Zhang, Junhan Zhang, Jinbo Zhao, Yunchang Xue, Xingyu Gao, Guixiang Li, Jorge Pascual, Antonio Abate, Meng Li, Anchoring Charge Selective Self-Assembled Monolayers for Tin–Lead Perovskite Solar Cells, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202312264

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202312264


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