东海大学 异相锐钛矿-板钛矿电子传输层的能级
学分:东海大学 东海大学的研究人员在《纳米快报》上报道了一项关于在平面钙钛矿太阳能电池中使用不同形式的氧化钛对器件性能的影响的系统研究
钙钛矿太阳能电池，目前最大功率转换效率为23%，通过易于制造且价格低廉的设备生产光伏能源大有希望
平面电池由一层集光材料组成，其结构被称为钙钛矿，通常是一种有机-无机混合材料
在该层中，吸收的光产生电荷载流子、电子和空穴，然后分别被收集在夹在钙钛矿层中间的电子传输层和空穴传输材料中
这两层依次覆盖着电极，其中一层是透明的，可以让光线进入设备
提高这些元件中每一个的性能对于最大化太阳能电池的效率是重要的
钔
东海大学的Shahiduzzaman、Masao Isomura、Koji Tomita和同事们特别关注电子传输层
这种组分的选择材料通常是氧化钛，其电子结构使其易于从钙钛矿层收集电子
氧化钛有几种多晶型，包括锐钛矿、板钛矿和金红石
它们具有不同的结构和性质，并且它们不同的形态影响钙钛矿层的质量，因此多晶型的选择影响太阳能电池的整体性能，并且理解这种影响对于优化器件的效率是重要的
在这项工作中，作者集中于锐钛矿和板钛矿形式的氧化钛
锐钛矿便宜、透明且易于集成到太阳能电池中，因此是电子传输层的常见选择，但是板钛矿具有有希望的电子特性，可以导致太阳能电池的更高效率，并且尚未被广泛开发
作者使用低温和环境友好的技术来制备高导电性和单晶的板钛矿纳米粒子，在这些纳米粒子中，他们用于产生多相锐钛矿-板钛矿和板钛矿-锐钛矿电子传输层，以及基于单相锐钛矿和板钛矿的层
为了比较各种电子传输层的性能，研究人员测量了它们的形态、光学和结构特征，评估了层与钙钛矿之间的界面，最后测量了所得太阳能电池的性能
板钛矿颗粒的电子显微镜图像
学分:东海大学 他们发现单相板钛矿的使用导致了14
92%的功率效率，这是迄今为止此类电子传输层的最高性能
异相层导致性能高达16
锐钛矿-板钛矿相为82%
正如作者所评论的那样，“目前的工作提出了一种有效的策略，通过该策略来开发多相结电子传输层和操纵界面能带，以进一步改善平面钙钛矿太阳能电池的性能，并能够清洁和环保地制造低成本的大规模产品
" 平面钙钛矿太阳能电池 在太阳能电池的一侧有第一电极，一种透明的导电氧化物，通常是掺氟氧化锡或氧化铟锡，后面是电子传输层
顶部是由钙钛矿材料制成的光吸收层——一种具有ABX3化学式的材料，其中A和B表示两个带正电的离子，X表示带负电的离子——然后是空穴传输材料，最后是第二个电极，通常由金、银或碳制成
电子传输层并不总是存在，但是它促进了电子向电极的传输，因此通常提高了器件的效率和稳定性
功率转换效率及其测量方法 能量转换效率是来自太阳的入射能量转换成电能的分数
必须仔细控制测量效率的条件，因为效率不仅取决于太阳能电池的特性，还取决于入射阳光的光谱和强度以及温度
在实验室里，太阳能电池在25℃下测试，考虑到阳光在到达地球表面之前被大气衰减(技术上说空气质量系数为1
5，AM1
5，被使用)
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
