AM:应用于高效柔性钙钛矿太阳能电池的低温沉积TiO2纳米柱
QQ学术交流群:1092348845

详细介绍

作者:

Zhongwei Wu, Peng Li, Jie Zhao, Ting Xiao, Hong Hu, Peng Sun, Zehan Wu,Jianhua Hao, Chunlin Sun, Haoli Zhang, Zhifeng Huang,* and Zijian Zheng


成果简介

由于钙钛矿材料的高功率转换效率(PCE)和固有柔软性,有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)有望应用于柔性太阳能电池。 在最高效的PSC中,介孔TiO2通常充当电子传输层。 但是,介孔TiO2通常是通过高温退火而成的,不适用于制备柔性PSC。 在这项工作中,TiO2纳米柱阵列通过低温度掠射角沉积法直接沉积在柔性基板上。 TiO2纳米柱牢固地粘附在柔性基材上,从而改善了钙钛矿层中的光吸收,促进了电子的提取和运输,并增强了PSC的机械柔韧性。 与TiO2纳米柱相接的柔性PSC在小曲率半径下弯曲500次后,PCE高达13.3%,并且具有出色的光伏稳定性。


图文介绍

图1:GLAD制备的TiO2的性能。 a)通过GLAD顺序制造平面TiO2和TiO2纳米柱的流程示意图。 b)在玻璃/ ITO基板上的平面TiO2(厚度为15 nm)和c)TiO2纳米柱(高度为100 nm)的SEM图像。 插图:样品的SEM上下图像。 d)TiO2纳米柱的高分辨率TEM图像。 插图:选定区域电子衍射的快速傅立叶变换图案。 e)在玻璃/ ITO,PET / ITO,PET / PH1000(无ITO)基板(虚线上方)和大面积PET基板上与纳米柱(100 nm)集成的平面TiO2(15 nm)的照片。



图2:GLAD衍生的TiO2对电极的透射率和钙钛矿膜性能的影响。 a)ITO,ITO /平面TiO2(15 nm)和ITO /平面TiO2(15 nm)以及不同长度的纳米柱的紫外可见透射率和反射率。 b)沉积在平面TiO2(15 nm)和集成了纳米柱(100 nm)层的平面TiO2(15 nm)上的钙钛矿薄膜的SEM图像。 c)固定的PL和d)TRPL衰减曲线,这些钙钛矿是在不使用或使用不同类型TiO2的基材上制造的。



图3:设备性能的表征。 a)器件结构的示意图。 b)基于平面TiO2(15 nm)的PSC的J–V曲线,其中不具有(w / o)或具有(w /)不同高度的纳米柱。 c)基于平面TiO2(15 nm)与纳米柱(100 nm)集成而没有或没有ALD TiO2钝化的PSC的EIS曲线。 d)基于平面TiO2(15 nm)和平面TiO2(15 nm)与纳米柱(100 nm)结合且无ALD TiO2钝化的PSC的J–V曲线。 e)基于ALD TiO2钝化的平面TiO2(15 nm)和平面纳米TiO2(15 nm)与纳米柱(100 nm)集成的PSC的EQE和相应的积分光电流。 f)18个PSC的PCE直方图,它们是基于平面TiO2(15 nm)(黑色)和平面TiO2(15 nm)与纳米柱(100 nm)(红色)结合在一起的,且具有ALD TiO2钝化。


图4:研究钙钛矿薄膜的附着力和装置的柔韧性。 a)透明胶带剥离试验:剥离试验的示意图(上图)和在涂覆有平面TiO2或集成纳米柱的平面TiO2的PET / ITO基材(15×15 mm)上钙钛矿薄膜的照片。两张照片(中)是在剥离测试前准备好的胶片。这两张照片(下)是经过透明胶带剥落10次的胶片。经过200个弯曲循环,弯曲半径为10 mm的b)平面TiO2和c)集成有纳米柱层的平面TiO2上沉积的钙钛矿薄膜的SEM图像。虚线显示裂缝。基于d)平面TiO2和e)平面TiO2与纳米柱在弯曲下集成的柔性钙钛矿薄膜的有限元模拟。 f)基于平面TiO2和集成纳米柱的平面TiO2的基于PET / ITO的柔性PSC的J–V曲线。所有器件均基于ALD TiO2钝化。 g)平面TiO2和与基于纳米柱的柔性器件集成的平面TiO2的归一化PCE,在弯曲半径为10 mm或4 mm的弯曲循环后测量。

Copyright © 北京北科新材科技有限公司 京ICP备16054715-2号