Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Эффективная обработка поверхности TiO2 с использованием Cs2CO3 для солнечных батарей планарного типа Sb2S3, обрабатываемых в растворах

Аннотация

Мы сообщаем об высокоэффективном методе обработки поверхности Sb 2 планарного типа. S 3 солнечные элементы с использованием Cs 2 CO 3 -модифицированный компактный TiO 2 (c-TiO 2 ) электронный транспортный слой. Установлено, что обработка поверхности с использованием Cs 2 CO 3 раствор может сдвинуть работу выхода c-TiO 2 вверх и уменьшить шероховатость его поверхности. В результате, по сравнению с эффективностью преобразования энергии необработанных солнечных элементов, у обработанных солнечных элементов со стеклом / FTO / c-TiO 2 (/ Cs 2 CO 3 ) / Сб 2 S 3 / P3HT / Структура Au значительно улучшилась с 2,83 до 3,97%. Это исследование демонстрирует, что введение Cs 2 CO 3 на c-TiO 2 слой представляет собой простой и эффективный способ регулировки работы выхода слоя переноса электронов и изготовления высокоэффективного Sb планарного типа 2 S 3 солнечные батареи.

Фон

В последнее время появились многие неорганические халькогениды металлов на основе богатых землей элементов, таких как селенид меди, цинка и олова (CZTS), сульфид свинца (PbS), сульфид меди (I) (Cu 2 S), сульфид олова (SnS) и сульфид сурьмы (Sb 2 S 3 ) были исследованы в качестве абсорбирующих материалов в недорогих тонкопленочных солнечных элементах, чтобы заменить обычные обрабатываемые в растворе абсорберы, такие как селенид меди, индия, галлия (CIGS) и теллурид кадмия (CdTe) [1]. Однако использование CZTS и PbS в промышленности имеет серьезные недостатки, поскольку CZTS использует токсичный и вредный гидразин (N 2 H 4 ) и требует комплексного контроля мультикомпонентов [2], а PbS содержит Pb, который также токсичен и опасен. Другие возможные материалы, такие как Cu 2 S и SnS имеют относительно низкую эффективность по сравнению с CIGS и CdTe. Сб 2 S 3 тем не менее, привлек внимание в качестве материала-кандидата из-за подходящей ширины запрещенной зоны (~ 1,65 эВ) и высокого коэффициента поглощения (> 10 5 см −1 ) для эффективного поглощения света, высокой диэлектрической проницаемости для диссоциации экситонов и хорошего выравнивания полос с различными слоями переноса дырок (HTL) для эффективного переноса носителей заряда, в дополнение к его экономической эффективности, низкой токсичности и отличной стабильности на воздухе [3,4, 5,6].

Есть два типа Sb 2 S 3 солнечные элементы на основе структур устройства:сенсибилизированный фотоэлемент или фотоэлемент планарного типа. Сенсибилизированные солнечные элементы произошли от сенсибилизированных красителями солнечных элементов (DSSC) и содержат оксид олова, легированный фтором (FTO) / компактный TiO 2 (c-TiO 2 ) / мезопористый TiO 2 (м-TiO 2 ) / Сб 2 S 3 / HTL / Au структура, в то время как солнечные элементы планарного типа имеют FTO / c-TiO 2 / Sb 2 S 3 / HTL / Структура Au [7].

С точки зрения эффективности устройства сенсибилизированный Sb 2 S 3 солнечные элементы имеют более высокую ценность, чем планарные типы, из-за их увеличенной светопоглощающей поверхности раздела из-за m-TiO 2 структура. Фактором, определяющим производительность сенсибилизированных солнечных элементов, является качество их интерфейса внутри устройства, где происходит разделение и перенос носителей заряда. Поэтому значительные усилия были направлены на оптимизацию межфазных свойств, включая свойства m-TiO 2 / Sb 2 S 3 интерфейс, Sb 2 S 3 / HTL интерфейс и сам материал HTL [8]. Различные виды HTL-материалов, такие как 2,2 ', 7,7'-тетракис [N, N-ди (4-метоксифенил) амин] -9,9'-спиробифлуорен (Spiro-OMeTAD) [9]; CuSCN, неорганический материал p-типа [10]; поли (3-гексилтиофен) (P3HT), проводящий полимер [11]; и поли (2,6- (4,4-бис- (2-этилгексил) -4H-циклопента [2,1-b, 3,4-b '] дитиофен) -альт-4,7 (2,1, 3-бензотиадиазол)) (PCPDTBT), недавно разработанный конъюгированный полимер [12], был применен для регулирования Sb 2 S 3 / HTL интерфейс и свойства переноса дырок, приводящие к высокому коэффициенту заполнения (FF) и повышенной плотности тока короткого замыкания ( J SC ).

Несколько исследований, посвященных улучшению m-TiO 2 / Sb 2 S 3 также сообщалось о свойствах интерфейса. Цудзимото и др. модифицировал m-TiO 2 поверхность с использованием Mg 2+ , Ba 2+ , и Al 3+ , которые эффективно увеличивают эффективность преобразования энергии (PCE) всех неорганических Sb 2 S 3 солнечные элементы, содержащие FTO / c-TiO 2 / м-TiO 2 / Sb 2 S 3 / CuSCN / Структура Au [13]. Lan et al. использован литий-легированный m-TiO 2 для улучшения свойств переноса электронов и изменения уровня энергии Ферми [14]. Фукумото и др. сообщил об обработке поверхности Sb 2 S 3 / HTL с использованием 1-децилфосфоновой кислоты (DPA), которая может быть присоединена как к непокрытому m-TiO 2 поверхность и Sb 2 S 3 поверхность для уменьшения рекомбинации и увеличения напряжения холостого хода ( V OC ) и FF [15].

В солнечных элементах планарного типа, в отличие от сенсибилизированных, транспорт носителей заряда зависит от их подвижности и длины диффузии в пределах Sb 2 S 3 слоя, которые сильно коррелируют с морфологией, размером зерна и кристалличностью слоя. Следовательно, большинство исследований солнечных элементов планарного типа было сосредоточено на улучшении Sb 2 S 3 качество тонкой пленки для достижения большого размера зерна и высокой кристалличности за счет использования различных методов осаждения. Например, обычное химическое осаждение в ванне (CBD) [16], термическое испарение (TE) [17], быстрое термическое испарение (RTE) [18, 19], осаждение атомных слоев (ALD) [20] и нанесение чернил на основе наночастиц [ 21] были применены для изготовления Sb 2 S 3 тонкие пленки. Недавно Wang et al. сообщили о быстром химическом подходе (FCA), который можно использовать для получения зерен очень большого размера с помощью одностадийного процесса центрифугирования и последующего процесса отжига с использованием раствора металл-органического прекурсора на основе бутилдитиокарбаминовой кислоты (BDCA) [22]. Многие типы оксидов или гидроксидов металлов могут быть растворены в BDCA, который является относительно нетоксичным, недорогим и термически разлагаемым, и может быть легко синтезирован посредством реакции 1-бутиламина (CH 3 (Канал 2 ) 3 NH 2 ) и сероуглерод (CS 2 ) [23].

Хотя сенсибилизированные солнечные элементы имеют более высокий КПД (3–7,5%), чем планарные элементы (2,5–5,8%), их конструкция устройства и процесс изготовления сложны. Более того, они содержат высокую степень дефектов интерфейса. Планарный Sb 2 S 3 Устройство будет иметь больший потенциал для использования в промышленных солнечных элементах с высокой эффективностью и низкой стоимостью, поскольку оно концептуально проще и легче масштабируется, и оно хорошо воспроизводимо [24, 25].

Здесь мы сообщаем об обработке поверхности c-TiO 2 слой с использованием Cs 2 CO 3 решение для повышения производительности планарного типа Sb 2 S 3 солнечные батареи. Сб 2 S 3 Слой был нанесен с помощью простого процесса центрифугирования FCA для получения большого размера зерна, о чем ранее сообщали Ван и др.

Cs 2 CO 3 широко изучался для применения в органической фотовольтаике (OPV) [26,27,28], органических светоизлучающих устройствах (OLED) [29] и перовскитных солнечных элементах (PSC) [30, 31] для улучшения переноса электронов за счет его свойство низкой работы выхода. Хотя Cs 2 CO 3 обычно разлагается при 550–600 ° C, Liao et al. сообщил, что Cs 2 CO 3 может быть разложен на оксид цезия с низкой работой выхода посредством низкотемпературного (150–170 ° C) процесса термического отжига [26]. Однако, насколько нам известно, исследований по применению Cs 2 не проводилось. CO 3 кому:Sb 2 S 3 солнечные батареи.

Обработка поверхности с использованием Cs 2 CO 3 может не только снизить энергетический барьер за счет изменения работы выхода c-TiO 2 , но также уменьшить последовательное сопротивление устройства за счет уменьшения шероховатости поверхности c-TiO 2 . В результате лечения были улучшены параметры устройства, такие как V OC , Дж SC , и FF, а PCE увеличился с 2,83 до 3,97%. Мы считаем, что такая обработка поверхности c-TiO 2 используя Cs 2 CO 3 Решение может предоставить простой и эффективный способ повышения производительности устройства в солнечных элементах из неорганических халькогенидов металлов планарного типа.

Методы / экспериментальные

Используемые материалы и синтез комплекса Sb

Оксид сурьмы (III) (Sb 2 О 3 , 99,99%), CS 2 (> 99,9%), н-бутиламин (CH 3 (Канал 2 ) 3 NH 2 , н-БА, 99,5%), карбонат цезия (Cs 2 CO 3 , 99,9%), 2-метоксиэтанол (CH 3 ОСН 2 Канал 2 OH, 99,8%), изопропоксид титана (IV) (Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 , TTIP, 97%), поли (3-гексилтиофен) (P3HT, Mw 50–70K, региорегулярность 91–94%, Rieke Metals), 1,2-дихлорбензол (o-DCB, 99%) и этанол (CH 3 Канал 2 OH, безводный) были приобретены у Sigma-Aldrich Co. и использовались в том виде, в котором они были получены, без дополнительной очистки.

Комплекс Sb был синтезирован согласно известному методу [22]. Сб 2 О 3 (1,0 ммоль) смешивали с раствором этанола (2,0 мл) и CS 2 (1,5 мл) при перемешивании магнитной мешалкой при комнатной температуре. Затем к раствору медленно добавляли н-бутиламин (2,0 мл) при продолжающемся перемешивании в течение не менее 30 минут для получения гомогенного раствора бутилдитиокарбаматов сурьмы (Sb (S 2 CNHC 4 H 9 ) 3 ). Затем 2 мл этого раствора разбавляли 1 мл этанола с образованием комплекса Sb.

Изготовление устройства

Планарный тип Sb 2 S 3 солнечные элементы в этом исследовании имеют типичную структуру FTO / c-TiO 2 / Sb 2 S 3 / P3HT / Au, где P3HT используется в качестве HTL. C-TiO 2 слой был нанесен на очищенную поверхность FTO путем центрифугирования смешанного раствора из 2 мл TTIP, 60 мл этанола, 0,225 мл дистиллированной воды и 0,03 мл HNO 3 при 3000 об / мин в течение 30 с с последующим отжигом при 500 ° C в течение 60 мин на воздухе.

Для модификации поверхности с помощью Cs 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 растворен в CH 3 ОСН 2 Канал 2 Раствор ОН с определенными концентрациями (1, 3, 5 и 10 мг / мл) наносили центрифугированием на 10-минутный УФ-озонированный c-TiO 2 слой при 6000 об / мин в течение 45 с. Затем пленки подвергали термообработке при 150 ° C в течение 10 мин перед нанесением Sb 2 S 3 слой был нанесен методом центрифугирования.

Для Sb 2 S 3 На тонкие пленки раствор комплекса Sb наносили центрифугированием со скоростью 6000 об / мин в течение 30 с, после чего пленки отжигали на N 2 -продувка горячей плиты при 200 ° C в течение 1 мин и 350 ° C в течение 2 мин.

Раствор P3HT (10 мг в 1 мл о-DCB) наносили центрифугированием на Sb 2 S 3 / c-TiO 2 / Подложка FTO со скоростью 3000 об / мин в течение 60 с, затем ее нагревали на горячей плите при 100 ° C в течение 30 мин на воздухе. Наконец, противоэлектрод из золота был нанесен с использованием термического испарителя под давлением 5,0 × 10 −6 . Торр. Каждое устройство имело активную площадь 0,16 см 2 . .

Измерение и анализ

Поверхность и поперечные сечения Sb 2 S 3 Тонкие пленки были охарактеризованы с помощью автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FE-SEM, S-4800, Hitachi). Морфологию поверхности изучали с помощью атомно-силовой микроскопии (AFM, Park NX10, Park Systems). Оптические свойства c-TiO 2 были определены с использованием УФ-видимого диапазона (Lambda 750, Perkin Elmer). Плотность тока – напряжение ( Дж - V ) характеристики определялись с помощью специализированной системы измерения солнечных элементов, оснащенной электрометром (модель 2400, Keithley) и имитатором солнечного излучения (91192, Newport) с ксеноновой дуговой лампой мощностью 1 кВт (Oriel). Интенсивность света была отрегулирована на одно солнце (100 мВт / см 2 ) в условиях солнечного излучения AM 1.5G с использованием измерителя энергии излучения (модель 70260, Oriel). Последовательное сопротивление ( R S ) и сопротивление шунта ( R SH ) были рассчитаны по наклону соответствующего J - V кривые за пределами V OC и Дж SC , соответственно. Внешняя квантовая эффективность (EQE) измерялась системой измерения квантовой эффективности QuantX-300 (Newport), оснащенной ксеноновой лампой мощностью 100 Вт. Структурная информация FTO / c-TiO 2 (/ Cs 2 CO 3 ) образец был охарактеризован с помощью многоцелевой системы дифракции рентгеновских лучей (XRD) (Empyrean, PANalytical) с θ -2 θ режим со скоростью сканирования 0,05 ° / сек. Электронное состояние и уровень энергии были проанализированы с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) и ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (UPS) в сверхвысоком вакууме (ESCALAB 250Xi, Thermo Scientific). Спектры UPS и XPS были получены с использованием линии He I (hν =21,2 эВ) и источника излучения Al Kα (hν =1486,6 эВ) соответственно. Профилирование глубины XPS было получено с помощью Ar + -кластерная ионная пушка и скорость травления 1 Å / сек.

Результаты и обсуждение

На рис. 1а представлена ​​схема устройства. Нижний слой состоит из c-TiO 2 . слои на подложке из стекла / FTO, действующей как переносчик электронов. Свет поглощается Sb 2 S 3 слой, в то время как дыры транспортируются P3HT HTL и собираются на противоэлектроде из золота.

а Схема устройства планарного типа Sb 2 S 3 солнечные батареи. б Сб 2 S 3 процесс изготовления тонких пленок с использованием метода FCA

Сб 2 S 3 Поглощающий слой был нанесен через FCA с использованием комплексного предшественника Sb для получения зерен очень большого размера. Прекурсор термически разложился до аморфного состояния при 200 ° C в течение 1 мин и до кристаллического состояния при 350 ° C в течение 2 мин (рис. 1б). Изображение SEM, показанное на рис. 2, указывает на очень большой размер зерна, который почти такой же, как у Sb 2 S 3 морфология тонких пленок, описанная Wang et al. [22].

а Вид сверху и b поперечные сечения SEM-изображения Sb 2 S 3 поглощающий слой после отжига при 350 ° С в течение 2 мин

КПД планарного типа Sb 2 S 3 солнечный элемент был улучшен путем обработки поверхности Cs 2 CO 3 c-TiO 2 слой.

Свойства устройства на основе концентрации Cs 2 CO 3 решения были выполнены для определения оптимального Cs 2 CO 3 концентрация. На рис. 3а и в таблице 1 показаны J - V характеристики устройств, использующих различные концентрации Cs 2 CO 3 раствор при освещении AM 1.5G (100 мВт / см 2 ). Когда концентрация слишком низкая (1 мг / мл), возникает проблема полного покрытия c-TiO 2 поверхность с Cs 2 CO 3 . Однако, если оно слишком велико (5 и 10 мг / мл), он действует как диэлектрический материал, что приводит к увеличению последовательного сопротивления и снижению эффективности устройства. Оптимальная концентрация Cs 2 CO 3 оказалось 3 мг / мл. (Здесь и далее «с Cs 2 CO 3 лечение »означает лечение с использованием концентрации 3 мг / мл Cs 2 CO 3 если не указано иное.)

а Плотность тока – напряжение ( Дж - V ) характеристики и b Спектры EQE Sb 2 планарного типа S 3 солнечные элементы с и без Cs 2 CO 3 обработка c-TiO 2

В результате КПД устройства составил 2,83%, V OC 0,549 В, Дж SC 10,71 мА / см 2 , и FF 48,14% до лечения. Однако после обработки раствором 3 мг / мл все эти параметры значительно увеличились, т.е. до V OC 0,596 В, Дж SC 11,71 мА / см 2 , и FF 56,89%, что приводит к PCE 3,97%. Эта обработка привела к улучшению PCE примерно на 40%. Более высокий EQE во всем диапазоне спектра, как показано на рис. 3b, указывает на то, что свет более эффективно преобразуется в ток, что приводит к увеличению J SC от этого Cs 2 CO 3 лечение. Из спектров EQE мы также можем видеть, что начало EQE при 750 нм хорошо соответствует ширине запрещенной зоны 1,65 эВ для Sb 2 S 3 слой и уменьшение EQE с 500 до 650 нм объясняется поглощением слоя P3HT HTL.

Мы измерили рентгенограммы c-TiO 2 на стеклянных подложках FTO с Cs 2 и без него CO 3 лечение, чтобы выяснить, действительно ли Cs 2 CO 3 оказывает влияние на кристаллизацию c-TiO 2 слой и / или образование новой вторичной фазы диффузными Cs-родственными частицами. После Cs 2 пик XRD не изменился. CO 3 обработки, как показано на рис. 4. Это указывает на то, что Cs 2 CO 3 обработка мало влияет на кристаллическую структуру c-TiO 2 а также не создает новую фазу. Кроме того, не было свидетельств разложения связанной фазы Cs (оксид цезия, субоксид цезия или элемент Cs) после термической обработки Cs 2 CO 3 , что означает, что толщина Cs 2 CO 3 очень тонкий. Как показано на рис. 5d, толщина частиц, связанных с Cs, составляла примерно 2 ~ 3 нм, что было определено анализом профиля глубины XPS для образца FTO / c-TiO 2 / Cs 2 CO 3 (3 мг / мл). Измеренная толщина Cs 2 CO 3 (2 ~ 3 нм) хорошо согласуется с анализом АСМ, который показывает улучшенную шероховатость поверхности за счет Cs 2 CO 3 обработка от 9,89 до 8,03 нм (см. рис. 6а).

Картины XRD c-TiO 2 на стеклянных подложках FTO с Cs 2 и без него CO 3 лечение

XPS-спектры a обзорное сканирование и пик Cs 3d, b Пик Ti 2p, c Пик O 1 с для c-TiO 2 поверхность с Cs 2 и без него CO 3 лечение и d профиль глубины для пика Cs 3d для FTO / c-TiO 2 / Cs 2 CO 3 образец для определения толщины слоя, связанного с Cs

а АСМ-изображения (2 мкм × 2 мкм) морфологии поверхности и b Спектры поглощения и пропускания c-TiO 2 в УФ-видимой области с и без Cs 2 CO 3 лечение

Мы исследовали состояние поверхности c-TiO 2 слой с использованием измерений XPS. Спектры XPS на рис. 5 показывают, что как обзорное сканирование, так и сканирование пика Cs 3d четко указывают на наличие Cs на c-TiO 2 поверхность. Пики Ti 2p и O 1 s были смещены в сторону более низких энергий связи из-за Cs 2 CO 3 обращение, которое указывает на то, что Cs 2 CO 3 обработка повлияла на электронную структуру c-TiO 2 слой. Появление небольшого плеча при ~ 531 эВ в спектре O 1 s может быть связано с оксидом цезия, образованным из Cs 2 CO 3 разложение путем отжига при 150 ° C, что имеет низкую работу выхода [26].

Изображения АСМ на рис. 6а показывают различие в морфологии поверхности c-TiO 2 слой до и после Cs 2 CO 3 лечение. Поверхность стала более гладкой, а среднеквадратичная шероховатость (Rg) снизилась с 9,89 до 8,03 нм после обработки. Эта гладкая поверхность была полезна для увеличения физического контакта между c-TiO 2 (/ Cs 2 CO 3 ) и слой Sb 2 S 3 слой, приводящий к уменьшению R S значение от 11,14 Ом см 2 (без Cs 2 CO 3 ) до 8,82 Ом · см 2 (с Cs 2 CO 3 ) (см. таблицу 1). Уменьшенный R S возможно, способствовал увеличению FF с 48,14 до 56,89% [5].

Спектры пропускания в УФ и видимой областях c-TiO 2 фильмы с Cs 2 и без него CO 3 показаны на рис. 6б. На рисунке показано небольшое изменение оптического пропускания между длинами волн 300 и 800 нм, что подтверждает, что Cs 2 CO 3 обработка оказывает незначительное влияние на интенсивность света, достигающего Sb 2 S 3 слой.

ИБП использовали для определения изменения работы выхода c-TiO 2 слой до и после Cs 2 CO 3 лечение для исследования эффекта Cs 2 CO 3 на V OC . Результаты показаны на рис. 7а. Работа выхода c-TiO 2 уменьшается на 0,3 эВ после Cs 2 CO 3 лечение. Cs 2 CO 3 широко используется в качестве эффективного материала для переноса электронов во многих оптоэлектронных устройствах посредством термического испарения или процесса растворения. Однако точный анализ механизма переноса электронов и типа разложившихся Cs-связанных частиц, ответственных за свойство переноса электронов, все еще остается неопределенным и спорным. Среди предыдущих отчетов по обработанным решениям Cs 2 CO 3 , Ляо и др. показал, что Cs 2 CO 3 может быть разложен на легированный полупроводник с низкой работой выхода в виде Cs 2 O с примесью Cs 2 О 2 после термического отжига при 150 ° C методом РФЭС [26]. Эта форма легированного оксида цезия может действовать как полупроводник n-типа с изначально низкой работой выхода, что может способствовать снижению работы выхода c-TiO 2 в нашей системе. Кроме того, не было изменений в начале поглощения, как показано на рис. 6b, что указывает на небольшое изменение оптической ширины запрещенной зоны c-TiO 2 после лечения.

а Спектры ИБП c-TiO 2 , b диаграмма уровней энергии и c Предлагаемый принцип действия планарного типа Sb 2 S 3 солнечные элементы с и без Cs 2 CO 3 лечение

Диаграмма энергетических зон на рис. 7b показывает, что энергетический уровень зоны проводимости c-TiO 2 сдвинута в сторону меньшей энергии на 0,3 эВ. Этот сдвиг приводит не только к улучшенному V OC за счет увеличения встроенного потенциала ( V BI ) внутри устройств, но и увеличенный J SC из-за выравнивания уровня энергии между c-TiO 2 и Sb 2 S 3 для уменьшения барьера переноса заряда на границе раздела. Предлагаемый принцип работы проиллюстрирован на рис. 7в. В состоянии холостого хода смещенная зона проводимости c-TiO 2 слой по Cs 2 CO 3 лечение приводит к увеличению V BI , что способствует улучшению V OC . В то же время увеличенный V BI приводит к большему изгибу энергетической зоны Sb 2 S 3 слой в условиях короткого замыкания, и, таким образом, фотогенерированные электроны могут быстро перемещаться к c-TiO 2 слой. Этот быстрый перенос электронов объясняется увеличением J SC и FF. Таким образом, Cs 2 CO 3 лечение c-TiO 2 слой может увеличить как V OC и Дж SC одновременно, что привело к усовершенствованию PCE. Следовательно, Cs 2 CO 3 является перспективным материалом для c-TiO 2 модификация поверхности, поскольку она увеличивает производительность устройства за счет изменения работы выхода и улучшения свойств переноса электронов.

Выводы

Cs 2 CO 3 было обнаружено, что он является эффективным модификатором поверхности для увеличения способности c-TiO 2 переносить заряд электронно-транспортный слой (ЭПС) планарного типа Sb 2 S 3 солнечные батареи. Данные ИБП показывают, что Cs 2 CO 3 обработка может изменить работу выхода c-TiO 2 вверх, возможно, увеличивая встроенный потенциал устройства и уменьшая энергетический барьер для переноса заряда. C-TiO 2 поверхность стала более гладкой после Cs 2 CO 3 лечение, приводящее к усилению физического контакта с Sb 2 S 3 поглотитель. Производительность солнечного элемента была значительно улучшена по всем параметрам одновременно, включая V . OC , Дж SC , и FF. Это привело к увеличению PCE с 2,83 до 3,97%, то есть почти на 40%. Это исследование показывает, что обработка поверхности неорганическими соединениями, такими как Cs 2 CO 3 сыграет важную роль в разработке высокоэффективных Sb планарного типа 2 S 3 солнечные батареи.

Сокращения

AFM:

Атомно-силовая микроскопия

c-TiO 2 :

Компактный TiO 2

EQE:

Внешняя квантовая эффективность

ETL:

Электронно-транспортные слои

FCA:

Быстрый химический подход

FF:

Коэффициент заполнения

FTO:

Оксид олова, легированный фтором

HTL:

Транспортные слои отверстий

J SC :

Плотность тока короткого замыкания

J - V :

Плотность тока – напряжение

m-TiO 2 :

Мезопористый TiO 2

P3HT:

Поли (3-гексилтиофен)

PCE:

Эффективность преобразования энергии

R S :

Последовательное сопротивление

R SH :

Сопротивление шунта

SEM:

Сканирующая электронная микроскопия

ИБП:

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия

УФ-видимый:

Спектрометр видимого и ультрафиолетового излучения

V BI :

Встроенный потенциал

V OC :

Напряжение холостого хода

XPS:

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

XRD:

Рентгеновская дифракция


Наноматериалы

  1. Нанодеревья для сенсибилизированных красителем солнечных элементов
  2. Нано-гетеропереходы для солнечных элементов
  3. Композиты с квантовыми точками на S, N-графене / TiO2 для эффективного фотокаталитического производства водород…
  4. Высокопроводящий слой PEDOT:PSS Transparent Hole Transport Layer с обработкой растворителем для высокоэффективных кремниевых /…
  5. CdS-модифицированный наночастицами α-Fe2O3 / TiO2 матричный фотоанод с наностержнями для эффективного фотоэлектро…
  6. Эффективный и действенный дизайн нанопроволок InP для максимального сбора солнечной энергии
  7. Последовательно выращенный из пара гибридный перовскит для плоских солнечных элементов с гетеропереходом
  8. Оптимальный предшественник титана для изготовления компактного слоя TiO2 для перовскитных солнечных элементо…
  9. Перовскитные солнечные элементы, изготовленные с использованием экологически чистой апротонной полярной до…
  10. Обработка поверхности прецизионно обработанных деталей самолетов