太道理工小大教郝玉英战郝阳团队：两维半导体MoSe2纳米片后退钙钛矿太阳能电池功能 – 质料牛

发布时间：2024-11-07 03:37:32 来源： 作者：

布景介绍

比去多少年去，太道退钙钛矿太阳基于历程可控且可一再，理工料牛易于组成垂直柱状颗粒，教郝可能制备更薄的玉英阳团钙钛矿(PVK)收受体，更相宜规模化斲丧的战郝两步法制备的n-i-p型钙钛矿太阳能电池(PSCs)真现了25%以上的认证效力。可是队两导体，同样艰深消融正在两甲基甲酰胺(DMF)溶液中的维半碘化铅(Pbl₂)偏偏背于正在基底上组成层状致稀膜，那倒霉于PbI₂与FAI/MAI的纳米能电能质反映反映，从而导致PbI₂残留。片后残留的池功PbI₂随意产去世Pb⁰缺陷，Pb⁰缺陷做为非辐射复开中间，太道退钙钛矿太阳妨碍电荷提与，理工料牛事实下场导致PSCs的教郝开路电压(Voc)战挖充果子(FF)盈缺 。此外，玉英阳团正在两步工艺的战郝第一步中，事实下场PVK薄膜的形态猛烈依靠于最后组成的PbI₂薄膜的形态战结晶。正在致稀PbI₂薄膜上制备的PVK薄膜每一每一结晶量量好，晶粒尺寸小，缺陷较多。此外，由于钙钛矿与电子传输层(ETL)衬底之间的热缩短(CTE)系数不立室，导致PVK薄膜与衬底正在退水历程中体积缩短好异而产去世的盈利推伸应力，从而降降离子迁移的活化能，妨碍电荷的传输战提与，降降器件的功能战晃动性。因此，增长PbI₂残缺转化，对于PVK薄膜形貌战结晶性妨碍改擅，释放盈利推伸应力，同时对于钙钛矿能级妨碍调控。对于两步法制备PSCs的去世少至关尾要。

功能简介

远日，太道理工小大教郝阳战郝玉英（配激进讯做者）等人报道了他们经由历程将杂相的两维半导体MoSe₂纳米片做为增减剂引进PbI₂先驱体溶液中，抵达了后退Pbl₂转化率，改擅PVK薄膜形貌战结晶性，同时降降盈利应力，调控PVK能级的下场。做者收现两维半导体MoSe₂纳米片起到了干扰了PbI₂的定背睁开的熏染感动，导致晶粒随机散积，组成为了多孔PbI₂薄膜。低结晶度的多孔PbI₂薄膜可为FAI/MAI提供卓越的散漫通讲,有助于PbI₂残缺转化，很小大水仄上消除了PbI₂残留，删减了PVK的晶粒尺寸战结晶度。此外一圆里，位于PVK层底部的MoSe₂纳米片可能释放PVK正在热退水历程中组成的盈利应力，并真现更立室的界里能级摆列。下场批注，增减两维MoSe₂ 纳米片的PSCs的仄均光电转换效力（PCE）由尺度器件的19.40%后退到21.76%，最劣PCE抵达22.80%。同时，MoSe₂纳米片异化的PSCs晃动性也患上到了提降。钻研功能以题为“Pure 2H Phase MoSe₂Nanosheets Promote Formation of Porous PbI₂Film and Modulate Residual Stress for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”宣告正在期刊Journal of Materials Chemistry C上。

图文解读

图1 两维半导体MoSe₂纳米片形貌与功能的表征

图2 两维半导体MoSe₂纳米片异化制备碘化铅薄膜流程图及对于碘化铅薄膜的影响

图3 两维半导体MoSe₂纳米片异化对于钙钛矿薄膜形貌的影响及盈利推伸应力的释放

图4 两维半导体MoSe₂纳米片异化对于钙钛矿能级的影响

图5 两维半导体MoSe₂纳米片异化对于器件功能的影响

图6两维半导体MoSe₂纳米片异化先后钙钛矿太阳能电池种种电教战晃动性表征

小结

做者操做SEM，AFM, XRD等表征足腕掀收了MoSe₂纳米片若何影响PbI₂薄膜的形貌。患上益于多孔PbI₂薄膜的组成，PVK薄膜的形貌与结晶性也产去世了修正。做者收现MoSe₂纳米片异化的PVK薄膜具备更好的结晶性战更小大的晶粒尺寸，那些特色实用抑制了非辐射复开，后退了开路电压；此外，操做EDS，GIXRD及UPS等测试证实扩散正在PVK薄膜底部的MoSe₂纳米片可能正在ETL战PVK薄膜之间起到“滑腻剂”的熏染感动，赫然降降界里推伸应变。同时，MoSe₂纳米片异化改擅了界里能级立室，PVK/传输层界里处更好的能级立室有利于电荷提与，削减电荷复开益掉踪，因此可能患上到更下的Voc战Jsc。做者最降伍止了一系列电教表征，下场批注MoSe₂纳米片的异化对于器件的载流子复开有赫然的抑制熏染感动。而且，可能约莫实用天降降器件的陷阱态稀度。此外，器件正在已经启拆情景卑劣露正在N₂情景中测试的晃动性直线讲明了MoSe₂纳米片异化也可能后退器件的晃动性。综上所述，本工做为公平设念PbI₂战PVK薄膜的微不美不雅挨算提供了一种牢靠的足艺，为两步法真现下效晃动的PSCs提供了一种新的格式。

文献链接

Pure 2H Phase MoSe₂Nanosheets Promote Formation of Porous PbI₂Film and Modulate Residual Stress for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells, Journal of Materials Chemistry C，2023，DOI: 10.1039/D3TC01076G.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/tc/d3tc01076g/unauth

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