为了改善基于SnO2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的界面电荷传输特性和迟滞现象,我们采用低温溶液处理工艺制备了4种不同类型的SnO2电子传输层用于钙钛矿太阳能电池,包括由SnCl4-5H2O溶胶-凝胶层(Cl4-SnO2)、SnCl2·2H2O溶胶-凝胶层(Cl2-SnO2)和SnO2纳米颗粒层(NP-SnO2)与SnO2胶体层(Col-SnO2)两两相互作用形成的同质结SnO2双层电子传输层和Col-SnO2单层电子传输层;并系统研究了不同SnO2双层电子传输层对器件光电性能和迟滞现象的影响.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、稳态光致发光(PL)、电化学阻抗(EIS)和稳定性测试等表征证实,在Col-SnO2层下方插入Cl2-SnO2层可更好地形成紧密接触,两者相互作用形成平滑紧凑的SnO2双层纳米晶体结构与钙钛矿层之间具有良好的界面接触和更少的界面缺陷,表现出更优异的电子提取和传输特性.与基于Col-SnO2单层结构的器件(14.16％)相比,基于Cl2-SnO2/Col-SnO2双层电子传输层结构的器件获得了 15.01％的光电转换效率,正向扫描的光电转换效率提高了约23.3％,短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)均得到了改善,迟滞现象被明显抑制且表现出更好的稳定性.相比之下,基于Cl4-SnO2/Col-SnO2双层结构器件的性能改善稍显逊色,基于NP-SnO2/Col-SnO2双层结构器件的性能反而有所下降.

双层电子传输层;钙钛矿太阳能电池;二氧化锡;迟滞现象;稳定性

罗媛;张桂林;马书鹏;朱从潭;陈甜;张林;朱刘;郭学益;杨英

中南大学冶金与环境学院,长沙 410083;有色金属资源循环利用湖南省重点实验室,长沙 410083;有色金属资源循环利用国家地方联合工程中心,长沙 410083;广东省高性能薄膜太阳能材料企业重点实验室,清远 511517;清远先导材料有限公司,清远 511517

无机化学学报

[1]罗媛;张桂林;马书鹏;朱从潭;陈甜;张林;朱刘;郭学益;杨英-.SnO2双层电子传输层对钙钛矿太阳能电池界面电荷传输的影响)[J].无机化学学报,2022(05):850-860

双层电子传输层

SnO2,钙钛矿太阳能电池,界面电荷,电荷传输,传输特性,迟滞现象,处理工艺,工艺制备,SnCl4,5H2O,溶胶,胶层,SnCl2,2H2O,纳米颗粒,颗粒层,NP,胶体,Col,同质结,光电性能,光致发光,PL,电化学阻抗,EIS,稳定性测试,密接,成平,紧凑,纳米晶体,晶体结构,矿层,界面接触,界面缺陷,单层结构,光电转换效率,效率提高,短路电流密度,Jsc,填充因子,FF,相比之下,双层结构,性能改善,逊色,二氧化锡

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