Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Отдел по материалознание и инженерство, Университет Ханянг, 222 Вангсимниро, Seongdong-gu, Сеул, 133-791 Корея

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Лаборатория за материали за възобновяема енергия, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Отдел по материалознание и инженерство, Университет Ханянг, 222 Вангсимниро, Seongdong-gu, Сеул, 133-791 Корея

Отдел по материалознание и инженерство, Университет Ханянг, 222 Вангсимниро, Seongdong-gu, Сеул, 133-791 Корея

Отдел по физика и приложна физика, Факултет по физика и математика, Технологичен университет Nanyang, Сингапур, 637371 Сингапур

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Катедра по химия и науки за биоактивни материали, Национален университет Чонбук, Jeonju, 561-756 Корея

Център за върхови постижения за съвременни материали (CEAMR), Университет Крал Абдулазиз, P. O. Box 80203, Джеда, 21589 Саудитска Арабия

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Отдел по материалознание и инженерство, Университет Ханянг, 222 Вангсимниро, Seongdong-gu, Сеул, 133-791 Корея

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Лаборатория за материали за възобновяема енергия, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Отдел по материалознание и инженерство, Университет Ханянг, 222 Вангсимниро, Seongdong-gu, Сеул, 133-791 Корея

Отдел по материалознание и инженерство, Университет Ханянг, 222 Вангсимниро, Seongdong-gu, Сеул, 133-791 Корея

Отдел по физика и приложна физика, Факултет по физика и математика, Технологичен университет Nanyang, Сингапур, 637371 Сингапур

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Катедра по химия и науки за биоактивни материали, Национален университет Чонбук, Jeonju, 561-756 Корея

Център за върхови постижения за съвременни материали (CEAMR), Университет Крал Абдулазиз, P. O. Box 80203, Джеда, 21589 Саудитска Арабия

Група за молекулярно инженерство на функционални материали, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH ‐ 1951 Sion, Швейцария

Резюме

Планарните перовскитни слънчеви клетки, използващи нискотемпературно отлагане на атомния слой (ALD) на електронотранспортния слой SnO2 (ETL), с отлична екстракция на електрони и способност за блокиране на дупки, предлагат значителни предимства в сравнение с методите за високотемпературно отлагане. Изследват се оптичните, химичните и електрическите свойства на слоя ALD SnO2 и неговото влияние върху производителността на устройството. Установено е, че пасивацията на повърхността на SnO2 е от съществено значение за намаляване на рекомбинацията на заряда на интерфейса на перовскит и ETL и показва, че произведените равнинни перовскитни слънчеви клетки показват висока възпроизводимост, стабилност и ефективност на преобразуване на мощността от 20%.

Техниката за отлагане на атомния слой (ALD) е ефективен начин за приготвяне на SnO2 филми при ниска температура, който се основава на самоограничаващи се повърхностни реакции чрез последователно излагане върху основата с различни предшественици и реагенти. Той позволява прецизен контрол на дебелината на ниво ангстром или монослой и отлагане върху наноструктури с високо съотношение на страните с отлично покритие на стъпките. 16 Тъй като е известно, че тази техника осигурява добра работа на филма и устройството в сравнение с обработените с разтвор 17, ние подготвихме слоевете SnO2, използвайки метода ALD чрез модулиране на температурата на отлагане или поставяне на отлагане, и показахме как температурата може да повлияе върху оптичните, химичните и електрическите свойства на филма SnO2 заедно с производителността на устройството.

ефективни

В обобщение, ние изследвахме обработени с ниска температура ALD SnO2 филми за перовскитни слънчеви клетки и установихме, че SnO2 ETL трябва да бъде пасивиран поради металоподобна природа на SnO2. Разкриваме, че остатъчният предшественик, TDMASn, върху филма ALD SnO2 може да бъде добър самопасивиращ се материал. Установено е, че химичните и електрическите свойства на филма ALD SnO2 са силно свързани с температурата на отлагане и поставяне на последната. Изследвайки оптичните, химичните и електрическите свойства на филмите ALD SnO2, установихме, че събирането на заряда от перовскит към SnO2 може да бъде по-малко повлияно от изместването на CBM надолу и Е.F от SnO2 филми, но силно засегнати от кристалността и правилната пасивация на повърхността на слоя SnO2. В допълнение, двуслойният ETL на c-TiO2/пасивиран SnO2 беше потвърден, за да осигури по-добра способност за блокиране на дупки, отколкото еднопасивиран слой SnO2, което доведе до допълнително подобрено PCE. Нашите открития подчертават значението на повърхностната пасивация за базирани на SnO2 ETL и обясняват защо нискотемпературният процес е необходим за получаване на високи PCE. Предлагаме възможността за по-добри PCE чрез ефективна пасивация с разнообразни материали за високоефективни слънчеви клетки.

експериментална секция

Благодарности

Авторите признават проекта на SNSF NRP 70; номер: 407040_154056 и CTI 15864.2 PFNM ‐ NM, Solaronix, Aubonne, Швейцария. Тази работа беше подкрепена от безвъзмездните средства на Националната изследователска фондация на Корея (NRF), финансирани от правителството на Корея (NRF ‐ 2017R1D1A1B03034035). H.J.L. признава финансовата подкрепа от Националната изследователска фондация (NRF ‐ 2017R1D1A1B03028570). Авторите благодарят на Borun New Material Technology за предоставянето на висококачествен Spiro-OMeTAD.

Конфликт на интереси

Авторите не декларират конфликт на интереси.

Моля, обърнете внимание: Издателят не носи отговорност за съдържанието или функционалността на която и да е поддържаща информация, предоставена от авторите. Всички заявки (различни от липсващо съдържание) трябва да бъдат насочени към съответния автор на статията.