在TiO2电子输送层中载体和稳定性的同步工程,用于高效的矿太阳能电池
Zhiyu Fang1, Ning Jia1, Wenhao Zhao1
1State Key Laboratory of Solidification Processing, Center for Nano Energy Materials, School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China.
Journal of colloid and interface science
|August 1, 2025
概括
将L-doped BaSnO3 (LBSO) 纳米晶体嵌入到二氧化 (TiO2) 电子输送层 (ETL) 中,可以提高矿太阳能电池 (PSC) 的效率和稳定性. 这一策略提高了电荷传输和光耐用性,在经过1150小时的运行后,实现了80%以上的初始功率转换效率.
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:
- 基于二氧化 (TiO2) 的电子输送层 (ETL) 对平面矿太阳能电池 (PSC) 至关重要.
- 然而,TiO2 ETLs的电子流动性低,光稳定性差,阻碍了PSC的性能.
- 现有的战略往往无法同时解决效率和稳定问题.
研究的目的:
- 开发一种有效的策略,同时提高基于TiO2的PSC中的电荷传输和光稳定性.
- 为了研究嵌入激光衍生的La-doped BaSnO3 (LBSO) 纳米晶体到TiO2 ETLs的影响.
- 提高PSC的功率转换效率 (PCE) 和运行稳定性.
主要方法:
- 嵌入激光衍生的La-doped BaSnO3 (LBSO) 纳米晶体的TiO2 ETLs的制造.
- 混合式ETL的结构,电子和光学特性.
- 在模拟太阳光照明下使用修改后的ETL的PSC的制造和性能测试.
主要成果:
- 嵌入LBSO纳米晶体促进了鲁틸相TiO2的形成,增强了光稳定性.
- 通过LBSO纳米晶体的结合,TiO2 ETL电子的移动性增加了两个数量级.
- 具有TiO2-LBSOETL的PSC实现了25.90%的PCE,高于原始设备的23.86%.
- 设备在1150小时的连续照明后保留了80%以上的初始PCE.
结论:
- 在TiO2 ETL中嵌入LBSO纳米晶体是同时提高PSC效率和运行稳定的可行策略.
- 混合型ETL可以更好地提取电荷,并促进矿膜的生长,从而提高设备的性能.
- 这种方法为开发高效和耐用的矿太阳能电池提供了有希望的途径.
