氧化錫(IV)電子傳輸層(ETL)是柔性鈣鈦礦太陽能電池(f-PSCs)中最有前景的n型半導體材料。(110)晶面主導的SnO2膠體很容易產生,而以其他(101)和(200)晶面為主的膠體在界面調制和晶格匹配方面極具潛力,但尚未得到充分探索。這里,浙江理工大學熊杰、Song Lixin將水溶性丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨-丙烯酰胺(DAC-AA)摻雜到SnO2膠體中,通過降低表面吸收能和提供額外的熱力學驅動力,產生更多(101)和(200)取向的晶疇。
本文要點:
1) 理論和實驗分析證實,DAC-AA改性引起的晶粒擇優取向增強了柔性基板上的熱傳遞速率,并有利于SnO2(101)和(200)晶面上鈣鈦礦(100)面的晶格匹配。
2) 因此,完全在環境空氣條件下制造的高取向SnO2 DAC AA ETL f-PSC實現了23.87%和22.41%的效率,孔徑面積分別為0.092和1 cm2。同時,有利的界面晶格排列減弱了鈣鈦礦薄膜內部微應變的形成,在曲率半徑為6mm的10000次彎曲循環后,其初始性能保持在92.5%。
Lei Ning et.al High-Oriented SnO2 Nanocrystals for Air-Processed Flexible Perovskite Solar Cells with an Efficiency of 23.87% Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202418791
https://doi.org/10.1002/adma.202418791