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十二烷二酸修饰TiO2电子传输层改善钙钛矿太阳电池的电流特性

杜相 陈思 林东旭 谢方艳 陈建 谢伟广 刘彭义

十二烷二酸修饰TiO2电子传输层改善钙钛矿太阳电池的电流特性

杜相, 陈思, 林东旭, 谢方艳, 陈建, 谢伟广, 刘彭义
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  • 在经典的平面异质结钙钛矿太阳电池中,TiO2致密层的电子传输性能一直是获得优异光伏性能的决定性因素之一.相较于spriro-OMeTAD等常见的空穴传输材料优异的空穴传输能力,作为电子传输材料的TiO2的导电性较弱,无法形成良好的电荷匹配.为了解决这个问题,我们使用自组装的十二烷二酸(DDDA)单分子层来修饰TiO2致密层的表面,TiO2致密层的导电性能得到大幅提升,并且其能带结构得到优化,促进了电子传输,降低了电子积聚和载流子复合,使得电池的短路电流密度(JSC)从修饰前的20.34 mA cm-2提升至修饰后的23.28 mAcm-2,进而使得电池在标准测量条件下的光电能量转换效率从14.17%提升至15.92%.同时还发现,通过DDDA修饰TiO2致密层,所制备的器件的光稳定性显著提升,器件未封装暴露在AM 1.5光强100 mWcm-2的模拟太阳光下超过720 min,保持初始效率的71%以上且趋于稳定.
      通信作者: 谢伟广, wgxie@email.jnu.edu.cn;tlpy@jnu.edu.cn ; 刘彭义, wgxie@email.jnu.edu.cn;tlpy@jnu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61674070,11574119,21576301,51303217,51373205)和广州市科技计划(批准号:201605030008)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-31
  • 修回日期:  2018-02-19
  • 刊出日期:  2018-05-05

十二烷二酸修饰TiO2电子传输层改善钙钛矿太阳电池的电流特性

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61674070,11574119,21576301,51303217,51373205)和广州市科技计划(批准号:201605030008)资助的课题.

摘要: 在经典的平面异质结钙钛矿太阳电池中,TiO2致密层的电子传输性能一直是获得优异光伏性能的决定性因素之一.相较于spriro-OMeTAD等常见的空穴传输材料优异的空穴传输能力,作为电子传输材料的TiO2的导电性较弱,无法形成良好的电荷匹配.为了解决这个问题,我们使用自组装的十二烷二酸(DDDA)单分子层来修饰TiO2致密层的表面,TiO2致密层的导电性能得到大幅提升,并且其能带结构得到优化,促进了电子传输,降低了电子积聚和载流子复合,使得电池的短路电流密度(JSC)从修饰前的20.34 mA cm-2提升至修饰后的23.28 mAcm-2,进而使得电池在标准测量条件下的光电能量转换效率从14.17%提升至15.92%.同时还发现,通过DDDA修饰TiO2致密层,所制备的器件的光稳定性显著提升,器件未封装暴露在AM 1.5光强100 mWcm-2的模拟太阳光下超过720 min,保持初始效率的71%以上且趋于稳定.

English Abstract

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