高效鈣鈦礦太陽能電池的1D協(xié)同MXene納米管混合物
一、文章概述、
加入鈣鈦礦太陽能電池（鈣鈦礦太陽能電池）的電子傳輸層(ETL)已被證明可以提供高效的光伏(PV)器件。然而，ETL的環(huán)境制造導(dǎo)致氧化導(dǎo)致MXene的電性能不可避免的惡化。在此，采用已排序的金屬單壁碳納米管(m-SWCNTs)制備MXene/SWCNTs復(fù)合材料，以提高鈣鈦礦太陽能電池的PV性能。通過優(yōu)化的組合物，實(shí)現(xiàn)了功率轉(zhuǎn)換效率的21%以上。改進(jìn)的光致發(fā)光和降低電荷轉(zhuǎn)移電阻電化學(xué)阻抗光譜顯示低陷阱密度和提高電荷提取和傳輸特性由于提高電導(dǎo)率源于納米管的存在以及減少缺陷氧化錫的表面。文章報(bào)告的MXene/SWCNTs策略為實(shí)現(xiàn)高性能鈣鈦礦太陽能電池提供了一條新的途徑。
二、圖文導(dǎo)讀
圖1.a)在分離過程前后的 SWCNTs吸收光譜。b)富含m-SWCNT的樣品的拉曼光譜。經(jīng)過分層處理的MXene薄片的c)SEM、d）TEM和e）AFM圖像。f)紫外光譜-相對(duì)于MXene溶液的光譜。
圖2.a)為MXene/m-SWCNTs混合體的假彩色SEM圖像。b)MXene、m-SWCNTs和MXene/m-SWCNTs混合體的拉曼光譜。拉曼映射顯示了在532nm的波長(zhǎng)激光器下收集的混合物中c)MXene和(d)SWCNTs的分布。f)最新的MXene薄膜和g)紫外線-臭氧處理的MXene薄膜的e)XPS測(cè)量光譜和高分辨率的XPS光譜。
圖3.a)裝置結(jié)構(gòu)的示圖，展示了ITO和鈣鈦礦之間的界面SNO2/CNT層。b)已完成設(shè)備的橫截面SEM圖像。在c）裸氧化錫、d）MXene、e）m-SWCNt、f）Mxene/m-SWCNt上自涂的頂視圖SEM圖像。
圖4.使用各種MXene/m-SWCNT界面層制造的太陽能電池的a)Jsc、b)FF、c)Voc和d)PCE的統(tǒng)計(jì)分布。
圖5.a)紫外光譜-具有不同界面層的氧化錫薄膜的可見吸收光譜。ITO/SnO2/鈣鈦礦、ITO/SnO2/鈣鈦礦、ITO/SNO2/m-SWCNT/SNO2/m/鈣鈦礦/INO2/MXene（2：1）/鈣鈦礦基質(zhì)上鈣鈦礦薄膜的b)PL和c)TRPL衰變光譜。d)鈣鈦礦太陽能電池的EIS組合了不同的界面層。嵌入件顯示用于EIS裝配的等效電路模塊。
三、全文總結(jié)
綜上所述，文章證明，在氧化錫層上的MXENe混合沉積可以有效地提高鈣鈦礦太陽能電池的PV性能。作者使用SEM、PL、TRPL和EIS進(jìn)行的綜合研究表明，MXene/m-SWCNTs混合界面層可以降低氧化錫和鈣鈦礦界面上的缺陷密度，從而降低了陷阱密度，從而提高了電荷的提取和傳輸。用MXene/m-SWCNT（2：1W/W）制造的冠軍PSC顯示PCE超過21%，F(xiàn)F接近0.80。這項(xiàng)工作表明，解決解處理的MXene/mSWCNTs混合系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦太陽能電池的一種簡(jiǎn)單而有效的方法。
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