核心外 ZnO@SnO2用于高效无机矿太阳能电池的纳米粒子
Zhenxing Li1, Rui Wang2, Jingjing Xue2
1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, College of New Energy and Materials, Beijing Key Laboratory of Biogas Upgrading Utilization , China University of Petroleum (Beijing) , Beijing 102249 , China.
Journal of the American Chemical Society
|October 23, 2019
概括
研究人员开发了新的核心外ZnO@SnO2纳米粒子,用于矿太阳能电池的高效电子传输. 这种新材料提高了功率转换效率和电荷提取,为高性能太阳能设备铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 可再生能源
背景情况:
- 对于高性能太阳能电池来说,有效的电荷传输至关重要.
- 开发新型电子传输材料 (ETM) 是推动矿太阳能电池 (PSC) 技术的关键.
- 现有的ETM在能量水平调整,载体移动性和电荷提取方面经常面临限制.
研究的目的:
- 设计和合成一种基于ZnO@SnO2纳米粒子的新型核心外电子传输材料.
- 研究这种新材料作为无机矿太阳能电池中的电子转移层的潜力.
- 评估使用开发的ZnO@SnO2核心外纳米颗粒的PSC的性能提升.
主要方法:
- 采用简单易用的溶热方法合成核心ZnO@SnO2纳米粒子.
- 合成的纳米颗粒以其尺寸 (8.1 nm) 和外厚度 (3.4 nm) 为特征.
- 电子输送材料被集成到无机矿太阳能电池中以评估其性能.
主要成果:
- 核心的ZnO@SnO2纳米颗粒显示出有利的能量水平匹配和显著增强的电子流动性 (比SnO2高7倍).
- 使用ZnO@SnO2作为电子转移层的矿太阳能电池实现了14.35%的功率转换效率 (PCE) (JSC: 16.45 mA cm-2,VOC: 1.11 V,FF: 79%).
- ZnO@SnO2纳米颗粒的统一形态促进了高质量的无机膜的生长.
结论:
- 新型核心ZnO@SnO2纳米颗粒显示出作为高性能矿太阳能电池的高效电子传输材料的巨大潜力.
- 该材料的性能,包括能量水平对齐和高电子流动性,有助于提高设备的效率.
- 这种发展为推进无机矿太阳能电池技术提供了有前途的途径.
