Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial materials >> bahan nano

Kristalisasi Perovskit Dua Dimensi yang Dapat Dikontrol melalui Aditif Air untuk Sel Surya Berperforma Tinggi

Abstrak

Mengarahkan kristalisasi film perovskit dua dimensi (2D) adalah strategi penting untuk meningkatkan efisiensi konversi daya (PCE) sel surya perovskit 2D (PVSC). Dalam makalah ini, air deionisasi (H2 O) aditif dimasukkan ke dalam larutan prekursor perovskit untuk menyiapkan film perovskit 2D berkualitas tinggi. Film perovskit 2D yang diolah dengan 3% H2 O menunjukkan morfologi permukaan yang baik, peningkatan ukuran kristal, peningkatan kristalinitas, orientasi yang disukai, dan kerapatan cacat yang rendah. PVSC 2D yang dibuat dengan 3% H2 O menunjukkan PCE yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa H2 O (12,15% vs 2,29%). Selanjutnya, stabilitas rak perangkat yang tidak disegel dengan 3% H2 O di bawah lingkungan sekitar meningkat secara signifikan. Karya ini memberikan metode sederhana untuk menyiapkan film perovskit 2D berkualitas tinggi untuk PVSC 2D yang efisien dan stabil.

Pengantar

Baru-baru ini, perovskit berlapis dua dimensi (2D) telah menarik perhatian luas karena ketahanannya terhadap kelembaban yang ditingkatkan dibandingkan dengan rekan-rekan 3D-nya, seperti CH3 NH3 PbI3 (MAPbI3 ) dan HC(NH2 )2 PbI3 (FAPbI3 ). Perovskit 2D dengan rumus A2 Bn 1 Mn X3n + 1 (Ruddlesden−Fase Popper), di mana B adalah MA + , FA + , atau Cs + , M adalah Pb 2+ atau Sn 2+ , X singkatan dari halida anion, n mengacu pada jumlah bidang berbagi sudut [MX6 ] 4− oktahedral, dapat dibentuk dengan menggabungkan ligan organik rantai panjang A (seperti phenethylammonium (PEA + ) atau butilammonium (BA + )) dalam kerangka anorganik. Perovskit 2D ini memiliki banyak sifat optoelektronik yang unik, dan telah dikembangkan untuk digunakan di sel surya [1, 2] dan dioda pemancar cahaya [3]. Namun, energi ikat eksiton perovskit 2D berlapis ditingkatkan karena efek kurungan dielektrik antara lapisan organik dan kerangka anorganik [4], yang secara substansial membatasi disosiasi eksiton dalam medan listrik [5]. Sementara itu, ligan organik besar akan membentuk lapisan jarak isolasi dan menghambat transportasi muatan antara pelat anorganik tetangga. Dengan demikian, PCE PVSC 2D jauh lebih rendah daripada rekan-rekan 3D mereka, yang sudah di atas 25% [6].

Untuk mendapatkan PVSC 2D berkinerja tinggi, banyak upaya telah dilakukan, termasuk hot-coasting [7], rekayasa aditif [8,9,10,11,12,13,14], rekayasa komposisi [15,16,17, 18,19,20,21,22,23,24,25,26], teknik pelarut prekursor [27,28,29,30], teknik antarmuka [31,32,33,34,35], dan perlakuan khusus lainnya [13, 36, 37]. Di antara metode ini, rekayasa aditif adalah metode yang sering digunakan karena kesederhanaan dan efektivitasnya. Zhang dkk. menemukan bahwa film perovskit berlapis 2D yang berorientasi vertikal dapat diendapkan melalui penggabungan amonium tiosianat (NH4 SCN) ke dalam larutan prekursor perovskit [8, 9]. Oleh karena itu, PCE PVSC 2D meningkat drastis dari 0,56 menjadi 11,01%. Qing dkk. menunjukkan bahwa kualitas film perovskit 2D dapat ditingkatkan dengan efek sinergis dari dua aditif dalam larutan prekursor perovskit [10]. Akibatnya, PVSC 2D bebas histeresis dengan PCE melebihi 12% telah diperoleh. Yu dkk. menunjukkan bahwa morfologi film dan transportasi muatan di perovskit dapat dikontrol secara efektif melalui penambahan amonium klorida (NH4 Cl) aditif dan pelarut dimetil sulfoksida (DMSO) ke dalam larutan prekursor dan PCE sebesar 13,41% tercapai [11]. Fu dkk. melaporkan PVSC 2D efisien yang diproses dengan NH4 SCN dan NH4 Cl aditif, menghasilkan PCE optimal 14,1% [12]. Dalam penelitian kami sebelumnya, kami menemukan bahwa DMSO dan thiosemicarbazide (TSC) menunjukkan efek sinergis dalam meningkatkan morfologi, kristalisasi, dan orientasi film perovskit 2D [14]. Diperkirakan bahwa DMSO dan TSC adalah basa Lewis [38], yang mengatur proses kristalisasi perovskit 2D melalui koordinasi dengan komponen prekursor perovskit. Hasilnya, diperoleh PVSC 2D yang efisien dan stabil dengan PCE juara sebesar 14,15%.

Dalam konsep asam basa Lewis, molekul air adalah donor oksigen basa Lewis yang dapat berikatan dengan timbal iodida (PbI2 ) asam Lewis. Sementara itu, sifat termodinamika fisika dan kimia molekul air, seperti titik didih, kelarutan, dan tekanan uap, berbeda dengan pelarut N,N-dimetilformamida (DMF) yang sering digunakan. Serangkaian penelitian telah mengungkapkan bahwa air yang ditambahkan ke dalam larutan prekursor perovskit dapat mengontrol kristalisasi perovskit 3D, yang menghasilkan kinerja fotovoltaik yang lebih baik [39,40,41,42,43,44]. Namun, seperti yang kita semua tahu, menggunakan H2 O sebagai aditif dalam PVSC 2D belum dilaporkan sejauh ini.

Dalam penelitian ini, molekul air sebagai aditif dimasukkan ke dalam larutan prekursor perovskit untuk mengontrol kristalisasi film perovskit 2D. Film perovskit 2D (BA2 MA3 Pb4 Saya13 , n =4) diperlakukan dengan jumlah air yang sesuai menunjukkan morfologi film yang baik, kristalinitas yang ditingkatkan dan urutan orientasi yang meningkat. Film perovskit 2D berkualitas tinggi ini berkontribusi pada kepadatan trap-state yang lebih rendah dan kemudian kinerja fotovoltaik yang lebih tinggi dari PVSC 2D. PCE PVSC 2D telah ditingkatkan dari 2,29 menjadi 12,15%. Lebih menarik lagi, perangkat berbasis aditif air menunjukkan peningkatan stabilitas rak yang jelas.

Metode

Materi

Metil-amonium iodida (MAI), PbI2 , PEDOT:PSS (4083) larutan berair, n-butilamonium iodida (BAI), ester metil asam fenil-C61-butirat (PC61 BM), spiro-MeOTAD (2,29,7,79-tetrakis(N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9,9-spirobifluorene), 4-tert-butylpyridine, lithium bis (trifluoromethylsulphonyl) imide, dan bathocuproine (BCP) dipesan dari Xi'an Polymer Light Technology Cory. DMF, klorobenzena, dan asetonitril dibeli dari Sigma-Aldrich. Isopropanol dibeli dari You Xuan Tech. Semua reagen dan pelarut digunakan secara langsung tanpa pemurnian lebih lanjut.

Solusi Prekursor

BA murni2 MA3 Pb4 Saya13 larutan prekursor (0,85 M) dibuat dengan mencampur BAI, MAI, PbI2 dengan rasio molar 0,5:0,75:1 dalam DMF. Prekursor dengan berbagai jumlah air deionisasi disiapkan dengan menambahkan rasio volume air deionisasi yang berbeda ke dalam larutan prekursor murni.

Fabrikasi Perangkat

Substrat indium timah oksida (ITO) dicuci secara ultrasonik dengan deterjen, aseton, etil alkohol absolut, dan air deionisasi berturut-turut, diikuti dengan perlakuan UV-ozon selama 15 menit. Untuk lapisan pengumpulan lubang, larutan berair PEDOT:PSS dilapisi dengan spin ke substrat ITO yang dibersihkan pada 4000 rpm selama 40 s. Setelah spin-coating, film PEDOT:PSS dipanaskan di udara pada 150 °C selama 15 min, dan kemudian dipindahkan ke glovebox. Untuk lapisan konversi fotolistrik, substrat ITO/PEDOT:PSS dipanaskan pada 100 °C selama 3  menit, diikuti dengan pelapisan spin solusi prekursor perovskit yang berbeda pada 5000 rpm selama 25 s dan kemudian dianil pada 100 °C selama 10  menit. Untuk lapisan ekstraksi elektron, solusi PC61 BM (15 mg/mL dalam klorobenzena) spin-coated ke lapisan perovskit pada 2000 rpm selama 30 s. Selanjutnya, BCP dalam isopropanol dengan konsentrasi 0,8 mg/ml dispin-coated pada 5000 rpm selama 30 s. Akhirnya, elektroda Ag 70 nm diuapkan secara termal pada lapisan BCP melalui topeng bayangan. Area perangkat efektif adalah 0,04 cm 2 . Untuk persiapan perangkat lubang-saja, lapisan spiro-OMeTAD diendapkan ke substrat 2D perovskite/PEDOT:PSS/ITO dengan larutan spiro-OMeTAD spin-coating pada 4000 rpm selama 30 s diikuti dengan penguapan elektroda emas 70 nm pada bagian atas perangkat. Larutan spiro-OMeTAD dibuat dengan melarutkan 90 mg spiro-OMeTAD, 22 μL larutan stok 520 mg/mL lithium bis(trifluoromethylsulphonyl)imide dalam asetonitril dan 36 μL 4-tert-butylpyridine dalam 1 mL klorobenzena.

Pengukuran dan Karakterisasi

Tegangan rapat arus (J-V ) kurva PVSC diukur dengan unit sumber Keithley 2400 di bawah iluminasi intensitas matahari AM 1.5G oleh simulator surya dari Newport Corp. Laju pemindaian kurva J-V adalah 0,2 V/s. Pengukuran pemindaian mikroskop elektron (SEM) dilakukan pada SEM fitting emisi lapangan (FEI-Inspect F50, Holland). Pengukuran wide-angle X-ray scatting (GIWAXS) insiden penggembalaan dilakukan pada beamline BL14B1 di Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai, Cina, dengan sinar utama 0,6887 Å, sudut datang 0,2°. Spektrum serapan perovskit 2D diukur menggunakan spektrofotometer Shimadzu 1500. Efisiensi kuantum eksternal diukur dengan QTEST HIFINITY 5 (Crowntech). Spektrum fotoluminesensi yang diselesaikan dengan waktu dilakukan dengan spektrofluorometer Fluo Time 300 (Pico Quant).

Hasil dan Diskusi

Untuk menyelidiki pengaruh H2 O aditif pada kinerja PVSC 2D, kami membuat perangkat terbalik dengan konfigurasi indium tin oxide (ITO)/PEDOT:PSS/BA2 MA3 Pb4 Saya13 /PC61 BM/BCP/Ag seperti ditunjukkan pada Gambar 1a. Air deionisasi dicampur dengan larutan prekursor perovskit dengan rasio volume yang bervariasi dari 0 hingga 5%. Kerapatan arus foto–tegangan (J–V) kurva PVSC 2D juara berdasarkan perovskite dengan berbagai jumlah aditif air di bawah penerangan AM 1.5G, 100 mW/cm 2 ditunjukkan pada Gambar. 1b, dan parameter fotovoltaik yang sesuai tercantum dalam Tabel 1. Perangkat kontrol tanpa aditif air menunjukkan tegangan rangkaian terbuka yang rendah (V ok ) sebesar 0,84 V, rapat arus hubung singkat (J sc ) sebesar 5,73 mA/cm 2 , faktor pengisian (FF ) sebesar 47,63 %, menghasilkan PCE poor yang buruk sebesar 2,29%. Dari Tabel 1 terlihat bahwa jumlah H2 . yang sesuai O aditif meningkatkan kinerja fotovoltaik yang sesuai dari perangkat secara dramatis. Dalam kasus perovskit 2D dengan 3% H2 O, perangkat berperforma terbaik menampilkan PCE sebesar 12,15%, dengan V ok dari 1,06 V, J sc dari 15,80 mA/cm 2 , dan FF sebesar 72,56%. Peningkatan signifikan dalam PCE dikaitkan dengan film perovskit yang diolah dengan aditif, yang menunjukkan kristalinitas yang lebih tinggi, butiran seperti batu bata yang lebih besar, morfologi seragam, dan orientasi vertikal tegak lurus terhadap substrat. Detailnya akan dibahas di bawah ini. Dengan lebih meningkatkan rasio volume H2 O hingga 5%, parameter fotovoltaik PVSC memburuk. Gambar 1c menyajikan kerapatan arus foto keadaan tunak di mana PCE adalah fungsi waktu pada titik daya maksimum (0,84 V). PCE perangkat juara dengan 3% H2 O stabil pada 11,78% (hitam) dengan rapat arus foto 14,02 mA/cm 2 (merah) dalam waktu pemindaian 200 detik, dan mendekati nilai yang diambil dari J-V melengkung. Yang penting, stabilitas rak adalah salah satu persyaratan utama untuk aplikasi praktis PVSC. Kedua perangkat yang tidak disegel tanpa dan dengan 3% H2 O disimpan di atmosfer udara dengan kelembaban relatif 25 ± 5% pada 25 °C untuk memeriksa evolusi PCE mereka sebagai fungsi waktu. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1d, perangkat dengan 3% H2 O masih mempertahankan 85,76 % dari PCE awalnya setelah 720 h, yang jauh lebih stabil daripada perangkat tanpa H2 O (52,76%). Stabilitas yang meningkat secara signifikan dikaitkan dengan perovskit 2D terhidrasi yang stabil yang dapat dihasilkan selama proses pelapisan-putar dan anil. Perovskit 2D terhidrasi yang stabil menahan dekomposisi film perovskit 2D sampai batas tertentu [39, 40]. Berdasarkan hasil di atas, kami menyimpulkan bahwa perangkat yang dirawat dengan kadar air optimal tidak hanya menghasilkan kinerja fotovoltaik yang unggul tetapi juga menunjukkan stabilitas yang baik.

a Ilustrasi skema struktur PVSC. b Kurva J-V dari PVSC berdasarkan BA2 MA3 Pb4 Saya13 film yang diendapkan dari larutan prekursor perovskit yang didoping dengan volume berbeda H2 O. c Arus foto kondisi tunak dan PCE perangkat juara 1 kondisi matahari. d Stabilitas jangka panjang dari perangkat yang tidak disegel tanpa dan dengan 3% H2 O

Data statistik untuk parameter fotovoltaik dari 16 PVSC dalam setiap kasus ditunjukkan pada Gambar. 2a-d. Perangkat tanpa dan dengan 1,5%, 3%, dan 5% H2 O menyajikan PCE terbaik sebesar 2,29%, 7,63%, 12,15%, dan 10,38% dengan nilai rata-rata masing-masing sebesar 1,85%, 6,59%, 11,38%, dan 9,02% (Tabel 1). Data statistik ini menunjukkan kecenderungan yang sama dengan perangkat juara terkait, membuktikan peningkatan kinerja perangkat yang bermakna secara statistik pada jumlah air deionisasi yang sesuai.

Distribusi statistik untuk (a ) V ok , (b ) J sc , (c ) FF , dan (d ) PCE PVSC 2D berdasarkan BA2 MA3 Pb4 Saya13 film dengan berbagai jumlah H2 O aditif

SEM dilakukan untuk mengevaluasi efek dari H2 O aditif pada morfologi dan cakupan film perovskit 2D. Gambar SEM tampilan atas BA2 MA3 Pb4 Saya13 film dengan berbagai jumlah H2 O aditif ditunjukkan pada Gambar. 3a-c, dan gambar SEM penampang yang sesuai ditunjukkan pada sisipan Gambar. 3a-c. Film perovskit tanpa H2 O (dilambangkan sebagai perovskite-w/o H2 O) menunjukkan morfologi yang buruk dengan sejumlah kecil retakan dan lubang kecil, sedangkan film dengan 3% H2 O (dilambangkan sebagai perovskit-3% H2 O) menunjukkan permukaan yang lebih seragam tanpa retak. Sejumlah besar rongga dan retakan dapat diamati ketika 5% H2 O (dilambangkan sebagai perovskit-5% H2 O) ditambahkan, yang terutama disebabkan oleh dekomposisi hidrat perovskit yang disebabkan oleh curah H2 yang berlebihan O [41]. Selain itu, seperti yang ditunjukkan pada sisipan Gambar 3a, film tanpa H2 Aditif O dibuat dari butiran kristal kecil berorientasi acak dengan banyak batas butir. Ukuran butir perovskite-3%H2 Film O lebih besar dari film perovskite-5% H2 O film, meskipun keduanya menunjukkan morfologi seperti batu bata yang berorientasi vertikal. Butir yang lebih besar dalam film perovskit 2D menghasilkan hampir tidak ada batas butir di sepanjang arah vertikal. Telah dilaporkan bahwa batas butir adalah daerah di mana keadaan perangkap sebagian besar didistribusikan [45, 46]. Oleh karena itu, perovskite-3% H2 Film O dengan butiran kristal berorientasi vertikal yang lebih besar berkontribusi pada PVSC yang efisien.

a -c Gambar SEM tampilan atas dan gambar SEM penampang (sisipan) BA2 MA3 Pb4 Saya13 film dengan berbagai jumlah H2 O aditif. Pola GIWAXS BA2 MA3 Pb4 Saya13 film:(d ) tanpa H2 O aditif dan (e ) dengan 3% H2 O aditif

Pola GIWAXS telah digunakan untuk mengidentifikasi peran aditif air dalam pertumbuhan kristal film perovskit 2D lebih lanjut. Kami berspekulasi bahwa aditif air dapat mengatur proses kristalisasi perovskit karena titik didihnya yang lebih rendah dan tekanan uap yang lebih tinggi dibandingkan dengan DMF [40]. Selanjutnya, memasukkan sejumlah air yang sesuai ke dalam DMF meningkatkan kelarutan senyawa ionik perovskit, yang mengarah pada peningkatan kualitas film perovskit dengan peningkatan kristalinitas [47]. Hasil SEM dan GIWAXS dalam pekerjaan ini konsisten dengan spekulasi. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3d, perovskite-w/o H2 Film O menampilkan beberapa cincin Bragg pada q specific tertentu nilai, menunjukkan butiran kristal berorientasi acak dalam film polikristalin ini. Namun, perovskite-3% H2 Film O menunjukkan bintik-bintik Bragg yang tajam dan terpisah di sepanjang q . yang sama posisi (Gbr. 3e), yang menunjukkan butiran kristal yang selaras dengan (111) bidang sejajar dengan substrat [17]. Selain itu, bintik Bragg yang lebih gelap diamati pada perovskite-3% H2 O film sedangkan cincin difraksi kurang jelas di perovskite-w/o H2 Film O, yang menunjukkan peningkatan kristalinitas perovskit-3% H2 O film. Perovskite-3% H2 . yang sangat berorientasi Film O yang tegak lurus dengan substrat dapat membentuk saluran transpor pembawa yang efisien, yang mengarah pada peningkatan kinerja fotovoltaik [14, 17].

Untuk mengungkapkan dampak perubahan morfologi dan kristalografi akibat penambahan air pada sifat optik film, kami melakukan pengukuran spektroskopi serapan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4a. Baik perovskite-w/o H2 O film dan perovskite-3% H2 Film O menunjukkan beberapa puncak serapan eksiton dalam spektrum serapan UV-Vis, yang menunjukkan adanya beberapa fase perovskit dengan n yang berbeda nilai, meskipun secara nominal disiapkan sebagai “n =4”. Namun, perovskite-3% H2 Film O menunjukkan penyerapan yang sedikit ditingkatkan dalam kisaran 400-600 nm dibandingkan dengan perovskite-w/o H2 O film. Dari gambar SEM penampang (sisipan Gambar 3a-c), dapat disimpulkan bahwa semua film perovskit 2D menunjukkan ketebalan yang hampir sama. Dengan demikian, kami menghubungkan penyerapan yang ditingkatkan dengan film perovskit yang seragam, sangat kristal, dan berorientasi tinggi yang diinduksi oleh aditif air [14, 48]. Efisiensi kuantum eksternal (EQE ) spektrum PVSC tanpa H2 O aditif dan PVSC dengan 3% H2 O ditunjukkan pada Gambar. 4b, dan nilai arus terintegrasi turunan yang sesuai diplot di sebelah kanan y -sumbu. J . terintegrasi sc dari EQE spektrum PVSC tanpa H2 O aditif dan PVSC dengan 3%H2 O adalah 5,16 mA/cm 2 dan 15,20 mA/cm 2 , masing-masing. Nilai tersebut mendekati hasil yang diukur dari kurva J–V. Rupanya, nilai EQE perangkat dengan 3% H2 O di sebagian besar rentang cahaya tampak jauh lebih tinggi daripada perangkat tanpa aditif. Fenomena ini tidak hanya dihasilkan dari penyerapan cahaya yang ditingkatkan tetapi juga terutama berasal dari transportasi muatan yang lebih efisien dalam film perovskit 2D yang sangat berorientasi dengan kristalinitas yang lebih baik.

a Spektrum serapan BA2 MA3 Pb4 Saya13 film tanpa dan dengan 3% H2 O. b Spektrum EQE dan kurva arus terintegrasi dari perangkat yang sesuai. c Kurva tegangan arus gelap HOD berdasarkan film perovskit 2D yang sesuai (inset:konfigurasi HOD). d Spektrum TRPL dari film perovskit 2D yang sesuai

Selanjutnya, kami mengukur kurva tegangan arus gelap dari perangkat hanya lubang (HODs) dengan struktur ITO/PEDOT:PSS/2D perovskite/Spiro-OMeTAD/Au untuk mengkarakterisasi kepadatan trap-state (N t ) dalam film perovskit 2D (Gbr. 4v). N t ditentukan oleh tegangan batas yang diisi perangkap (V TFL ) menurut persamaan (1) [14, 46, 49]:

$$ {N}_t=\frac{2{\varepsilon}_0{\varepsilon}_r{V}_{TFL}}{q{L}^2} $$ (1)

dimana ε o adalah permitivitas vakum, ε r adalah konstanta dielektrik relatif perovskit 2D, q adalah muatan unsur, dan L adalah ketebalan film perovskit 2D. Kedua film perovskite memiliki ε . yang sama r nilai dan ketebalan yang sama. Oleh karena itu, N t berkorelasi positif dengan V TFL nilai. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4c, V TFL nilai yang diperoleh dari perovskit 2D-3% H2 HOD berbasis O jelas lebih rendah daripada yang diperoleh dari perovskite-w/o 2D H2 O berbasis HOD. Ini menunjukkan bahwa kepadatan trap-state di perovskit 2D-3% H2 O film telah dikurangi. Ini selanjutnya dikonfirmasi oleh spektrum photoluminescence (TRPL) yang diselesaikan dengan waktu dari film perovskit 2D yang disimpan pada kaca nonkonduktif. Peluruhan waktu sinyal fluoresensi dipasang ke dua eksponensial, seperti yang digambarkan pada Gambar. 4d. Diuntungkan dari film berkualitas tinggi dengan sedikit batas butir seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2, perovskite 2D-3% H2 Film O memiliki masa pakai fluoresensi 10 ns yang lebih lama dibandingkan dengan perovskite-w/o 2D H2 Film O (2 ns), menunjukkan pengurangan densitas cacat massal pada perovskit 2D-3% H2 O film.

Berdasarkan semua hasil di atas, kami membuktikan bahwa memasukkan aditif air yang sesuai ke dalam larutan prekursor dapat mengontrol pertumbuhan kristal BA2 MA3 Pb4 Saya13 film perovskite dengan ukuran butir yang diperbesar dan cakupan film yang seragam, yang mengarah pada pengurangan kepadatan trap-state. Dan BA yang sangat kristal dan berorientasi tinggi ini2 MA3 Pb4 Saya13 film perovskite yang diinduksi oleh aditif air akan memfasilitasi transportasi muatan [8, 9, 14]. Oleh karena itu, BA2 . berkualitas tinggi MA3 Pb4 Saya13 film perovskite membawa peningkatan komprehensif dalam V ok , J sc , FF dari PVSC yang sesuai.

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, kami telah menyelidiki efek dari H2 O aditif pada BA 2D2 MA3 Pb4 Saya13 film tipis perovskite dan kinerja perangkat yang sesuai. Dengan mengoptimalkan jumlah H2 O aditif, morfologi permukaan, ukuran butir, dan kristalinitas BA2 MA3 Pb4 Saya13 film jelas ditingkatkan dan orientasi kristal yang disukai diperoleh. Oleh karena itu, optimalkan 3% H2 PVSC 2D berbasis aditif O menghasilkan peningkatan PCE yang signifikan dari 2,29 menjadi 12,15%. Sementara itu, stabilitas rak perangkat juga ditingkatkan. Hasil kami membuktikan bahwa mengendalikan kristalisasi perovskit 2D melalui H2 Aditif O adalah cara yang efektif untuk mendapatkan PVSC 2D yang efisien dan stabil.

Ketersediaan Data dan Materi

Semua data tersedia sepenuhnya tanpa batasan.

Singkatan

2D:

Dua dimensi

PCE:

Efisiensi konversi daya

PVSC:

Sel surya perovskit

PEA + :

Fenetilamonium

BA + :

Butil amonium

H2 O:

Air

NH4 SCN:

Amonium tiosianat

NH4 Kl:

Amonium klorida

DMSO:

Dimetil sulfoksida

TSC:

Tiosemikarbazid

MAI:

Metil-amonium iodida

BAI:

n-butilamonium iodida

PC61 BM:

Metil ester asam fenil-C61-butirat

BCP:

Bathokuproin

spiro-MeOTAD:

2,29,7,79-tetrakis(N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9,9-spirobifluorene)

ITO:

Indium timah oksida

J-V :

Tegangan rapat arus

SEM:

Pemindaian mikroskop elektron

GIWAXS:

Insiden penggembalaan hamburan sinar-X sudut lebar

EQE :

Efisiensi kuantum eksternal

TRPL:

Fotoluminesensi yang diselesaikan dengan waktu

V ok :

Tegangan sirkuit

J sc :

Kepadatan arus hubung singkat

FF :

Faktor pengisian

HOD:

Perangkat khusus lubang


bahan nano

  1. Pohon nano untuk sel surya peka-pewarna
  2. Sel surya graphene efisiensi tinggi
  3. Nano-heterojunctions untuk sel surya
  4. Laporan Singkat Kemajuan Sel Surya Perovskit Efisiensi Tinggi
  5. Sel Surya Perovskit Terbalik yang Sangat Efisien dengan Lapisan Pengangkut Elektron CdSe QDs/LiF
  6. Perovskite Hibrida Uap-Grown Berurutan untuk Sel Surya Heterojunction Planar
  7. Prekursor titanium optimal untuk fabrikasi lapisan padat TiO2 untuk sel surya perovskit
  8. Sel Surya Perovskite Dibuat dengan Menggunakan Aditif Kutub Aprotic Ramah Lingkungan dari 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone
  9. Mikroarray Mesopori VO2 Dua Dimensi untuk Superkapasitor Kinerja Tinggi
  10. Pengaruh Morfologi CH3NH3PbI3 Berbeda pada Sifat Fotovoltaik Sel Surya Perovskit