在矿太阳能电池中的p型功能化碳纳米角和纳米管
Helena Uceta1, Andrea Cabrera-Espinoza2, Myriam Barrejón1
1Instituto de Nanociencia, Nanotecnología y Materiales Moleculares (INAMOL), Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Carlos III S/N, Toledo 45071, Spain.
ACS applied materials & interfaces
|September 6, 2023
概括
这项研究引入了用于矿太阳能电池 (PSC) 的新型p型功能化碳纳米角 (CNH) 和碳纳米管 (CNT). 这些材料提高了PSC中的功率转换效率和设备稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 提供了有前途的光伏性能,但需要高效的孔运输层 (HTL).
- 碳纳米材料 (CNM) 正在作为补充剂和添加剂进行探索,以改善HTL特性.
研究的目的:
- 为PSC应用合成和评估p型功能化碳纳米角 (CNH),单壁碳纳米管 (SWCNT) 和双壁碳纳米管 (DWCNT).
- 为了比较这些功能化的CNM在螺旋-OMeTAD HTL.中提供的性能提升.
主要方法:
- 使用 [2 + 1] 循环添加与三胺 (TPA) 和9-碳醇 (Cz) 化物合成六种新的p型功能化的CNM (CNH,SWCNT,DWCNT).
- 将这些CNM纳入正规的中孔性PSC的螺旋OMeTAD HTL中.
- 对光伏性能 (PCE,Jsc,FF) 和设备稳定性的评估.
主要成果:
- 所有p型功能化的CNM都显著提高了PSC功率转换效率 (PCE),主要是通过增加短路电流密度 (Jsc) 和填充因子 (FF).
- 用TPA功能化的衍生品提高了PCE的12-17%,而用Cz功能化的衍生品则增加了4-8%.
- p型功能化的CNHs比SWCNT和DWCNT衍生品显示出略有更好的PCE,这归因于改善的孔移动性,兴奋剂,能量对齐和形态.
结论:
- 通过改进HTL属性和接口接触,p型功能化的CNM通过改进HTL属性和接口接触来提高PSC性能和稳定性.
- 在28天后,TPA功能化的CNMs保持了90%以上的设备性能,而Cz功能化的CNMs保持了75-85%.
