苏大马万里/刘泽柯、华工李远《Adv. Mater.》: 开壳双自由基分子敏化电子传输层实现高效量子点太阳能电池
2023-03-06 来源:高分子科技
氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NP)作为光伏器件中一种优异的电子传输层(ETL)材料已被广泛应用。然而,ZnO NP的固有表面缺陷很容易导致载流子的严重复合。探索ZnO NP的有效钝化方法对于实现高效器件性能至关重要。
图1 (a) Flu-C8、Flu-EH和TPAOMe-C8的分子结构; (b) PbS量子点太阳能电池器件结构; (c) Flu-C8、Flu-EH和TPAOMe-C8的电子自旋共振光谱; (d) Flu-C8、Flu-EH和TPAOMe-C8的吸收光谱; (e) ZnO、Flu-C8、Flu-EH和TPAOMe-C8的能级示意图; (f-h) Flu-C8、Flu-EH和TPAOMe-C8的循环伏安(CV)测试曲线。.
图2 (a)优化后的PbS量子点器件在AM 1.5G, 100 mW/cm2的太阳光照射下的电流-电压特性曲线; (b)优化后的PbS量子点器件的外量子效率曲线和积分电流密度; (c-e)基于不同双自由基分子敏化后的PbS量子点太阳能电池的PCE、Jsc和Voc分布。
图3 (a,b) ZnO和双自由基分子敏化ZnO薄膜的稳态光致发光(PL)和时间分辨PL(TRPL)光谱(在550nm处探测); (c)TPAOMe-C8和TPAOMe-C8敏化ZnO的ESR谱; (d,e)存在氧空位缺陷时的ZnO导带和价带DFT计算电子云分布; (f,g)TPAOMe-C8敏化后ZnO导带和价带DFT计算电子云分布。
图4 (a)光照和暗态下,ITO/ZnO(+双自由基分子)/Al结构器件的J-V特性曲线; (b)纯ZnO和双自由基分子敏化ZnO制备的PbS量子点器件阻抗谱; (c)不同浓度的TPAOMe-C8敏化ZnO薄膜的紫外光电子能谱图; (d) 纯ZnO和1%TPAOMe-C8敏化ZnO与PbS活性层能级的示意图; (e)纯ZnO和1%TPAOMe-C8敏化ZnO薄膜的接触电位差图像; (f)纯ZnO和1%TPAOMe-C8敏化ZnO薄膜的表面电位直方分布图。
图5 (a,b) ZnO/PbS和ZnO+TPAOMe-C8/PbS的伪彩色瞬态吸收光谱; (c)在980nm处探测的ZnO/PbS和ZnO+TPAOMe-C8 /PbS膜的归一化瞬态吸收动力学曲线。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202212184
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(责任编辑:xu)
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