"SnO2纳米粒子有机分散液——可显著提高倒置PSCs的稳定性和PCE "-百灵威

SnO2纳米粒子有机分散液——可显著提高倒置PSCs的稳定性和PCE

     相比于正置结构(n-i-p)PSCs,倒置结构(p-i-n)钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有制备简单、成本低、低温成膜、无明显迟滞、稳定性高等优点,且易于与传统太阳能电池制备叠层器件,具备商业化应用潜力。目前其功率转换效率(PCE)已突破25%,接近正置PSCs的最高值25.7%[1]。 富勒烯(C60)及其衍生物是倒置PSCs最常用的电子传输层(ETL)材料,但此类材料仍然存在电子迁移率低、界面退化和稳定性差等问题。金属氧化物SnO2具有带隙宽、电子迁移率高等优势,不仅可直接用作ETL,还常用于倒置PSCs的ETL界面修饰,可显著提高倒置PSCs的性能。
图1 以SnO<sub>2</sub>为ETL的钙钛矿太阳能电池的主要成果<sup>[2]</sup>
图1 以SnO2为ETL的钙钛矿太阳能电池的主要成果[2]

SnO2/PCBM
    Lee等人通过配体交换法将SnO2纳米颗粒用四丁基氢氧化铵(TBAOH)封端,并将所得TBAOH−SnO2纳米颗粒的乙醇分散液涂覆在PCBM上,形成均匀的膜,该器件的PCE从14.91%显著提高到18.77%[3]。 Wang等人将SnO2用于修饰电子传输层PCBM,所制备器件的PCE从13.2%显著提高到19.7%,1个月后其最佳PCE仍可达到85%[4]
SnO2/C60
    Zhu等人通过水热法制备高度结晶的纳米SnO2用于修饰电子传输层C60,PCE可达18.8%。且器件稳定性显著增强,在相对湿度大于70%的环境中储存30天后,其初始PCE仍能达到90%以上[5]
     为助力钙钛矿太阳能电池领域研究,百灵威推出SnO2纳米粒子有机溶剂分散液,产品优势如下:
  • 适用多样化的SnO2薄膜溶液制备技术需求,包括旋涂技术、喷涂技术和刮涂技术等,既可应用于SnO2薄膜的大面积产业化高质量连续生产,又可满足小面积高效钙钛矿电池的实验室研发需要;
  • 可在惰性气氛保护的手套箱中直接使用,满足可连续沉积成膜工艺,提高电池制备工艺效率;
  • 低于120℃退火条件下可以制备出高质量的SnO2薄膜,可应用在PET和PEN等柔性基底上,低温退火工艺兼容高通量的卷对卷(roll-to-roll)生产技术。
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品名 CAS 货号
Tin(IV) oxide, 3 - 6 nm, 3% organic solvent dispersion
二氧化锡(IV)有机溶剂分散液
18282-10-5 908545
Tin(IV) oxide, 3 - 6 nm, 2.5% organic solvent dispersion
二氧化锡(IV)有机溶剂分散液
18282-10-5 926676
参考文献
  1. Li Z, Li B, Wu X, et al. Organometallic-functionalized interfaces for highly efficient inverted perovskite solar cells[J]. Science, 2022, 376(6591): 416-420.
  2. Jiang Q, Zhang X, You J. SnO2: a wonderful electron transport layer for perovskite solar cells[J]. Small, 2018, 14(31): 1801154.
  3. Lee P H, Wu T T, Tian K Y, et al. Work-Function-Tunable Electron Transport Layer of Molecule-Capped Metal Oxide for a High-Efficiency and Stable p–i–n Perovskite Solar Cell[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12(41): 45936-45949.
  4. Wang Y, Duan C, Li J, et al. Performance enhancement of inverted perovskite solar cells based on smooth and compact PC61BM: SnO2 electron transport layers[J]. ACS applied materials & interfaces, 2018, 10(23): 20128-20135.
  5. Zhu Z, Bai Y, Liu X, et al. Enhanced efficiency and stability of inverted perovskite solar cells using highly crystalline SnO2 nanocrystals as the robust electron‐transporting layer[J]. Advanced Materials, 2016, 28(30): 6478-6484.
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