多功能聚合物抑制SnO₂纳米晶体的聚合,用于高效和稳定的平面矿太阳能电池

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 氧化 (SnO₂) 纳米晶体聚合阻碍了矿太阳能电池 (PSC) 中有效电子传输层 (ETL) 的形成.
• 范德瓦尔斯相互作用有助于SnO2纳米晶体聚合,影响膜质量和设备性能.

研究的目的:

• 为PSCs开发一个紧且无漏洞的基于SnO2的ETL.
• 使用新型ETL修改策略,提高PSC的功率转换效率 (PCE) 和稳定性.

主要方法:

• 利用藻酸盐 (PA) 来自组装SnO2纳米晶体成为PA-SnO2ETL.
• 运用密度函数理论 (DFT) 计算来研究PA-SnO相互作用.
• 使用PA-SnO₂ETL.制造和表征的PSC.

主要成果:

• PA有效地抑制了SnO2纳米晶体聚合,形成更光滑,没有针孔的薄膜.
• 修改PA降低了ETL和矿之间的能量屏障,增强了电荷转移,降低了陷密度.
• 带有PA-SnO2ETL的PSC实现了22.16%的PCE (从19.24%上升),并改善了短路电流 (JSC) 的25.21 mA cm-2 (从23.52 mA cm-2).
• 用PA修改的设备表现出增强的湿度稳定性.

结论:

• 酸盐是为PSCs创建高性能SnO₂ETLs的有效剂.
• 该PA-SnO₂ETL战略提供了一个有前途的途径,以提高PSC的效率和耐用性.