基于1D/0D有序复合SnO2纳米晶的钙钛矿太阳能电池

作者：刘德政; 杨高元; 向文灏; 王松; 李望南; 钟杰; 黄福志; 陈美华^*; 梁桂杰^*

来源：无机化学学报, 2021, 37(01): 85-94.

• 复合SnO2纳米晶
• 形貌调控
• 纳米结构
• 电子传输
• 钙钛矿太阳能电池

通过水热前驱体中的功能添加剂调控一维(1D)纳米棒阵列疏密度,继而在纳米棒间隙沉积零维(0D)纳米颗粒,制备1D/0D有序的复合SnO2电子传输层(ETL),并组装高效、稳定的钙钛矿太阳能电池。系统研究前驱体中NaCl添加剂以及后续纳米颗粒的沉积对复合ETL的形貌结构、光谱性能及界面电荷过程的作用规律,探讨上述作用对电池光电性能的影响机制。前驱体中NaCl的加入使棒密度变小,从而使0D纳米颗粒顺利渗透到1D纳米棒间隙中,其对钙钛矿/ETL和钙钛矿/FTO界面复合的抑制作用是造成器件开路电压和填充因子增大的原因。在经2 mL饱和NaCl水溶液改性的1D电子传输层ETL-2Cl的基础上,继续沉积0D的纳米颗粒,制备得到新型1D/0D复合电子传输层ETL-2P,后者优良的电荷复合抑制作用(复合电阻是ETL-2Cl的2.9倍)和高效的电子抽提性能(抽提速率3.03×107s-1,抽提效率91.6%)促成了电池较优的光电性能(光电效率12.15%)。

• 单位
  材料复合新技术国家重点实验室; 武汉理工大学; 湖北文理学院