Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cải thiện dòng điện ngắt mạch của tế bào quang điện perovskite bằng cách thêm lớp chèn hạt nano chuyển đổi lên NaErF4:0.5%Tm@NaLuF4
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp một cấu trúc lõi-vỏ của hạt nano chuyển đổi (UCNPs) và phủ chúng lên bề mặt oxit thiếc dop fluorine (FTO). Sau đó, chúng tôi lắp ráp một loạt tế bào quang điện perovskite với cấu trúc FTO/UCNPs/c-TiO2/mp-TiO2/MAPbI3/Spiro-OMeTAD/Au có diện tích hiệu quả 0,04 cm2. Để tối ưu hóa thiết bị, chúng tôi đã điều chỉnh nồng độ tiền chất UCNPs. Thiết bị tối ưu cho thấy hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) đạt 16,73% và mật độ dòng điện ngắt mạch (Jsc) đạt 26,94 mA/cm2 tại điều kiện AM 1.5. Những giá trị này lần lượt cao hơn 9,20% và 10,47% so với thiết bị kiểm soát có hiệu suất tốt nhất (15,32% cho PCE và 24,12 mA/cm2 cho Jsc). Hơn nữa, chúng tôi đã đặc trưng hóa lớp perovskite, lớp vận chuyển điện và các tế bào quang điện perovskite bằng nhiều phương pháp phân tích khác nhau. Kết quả cho thấy việc bổ sung UCNPs không chỉ cải thiện việc trích xuất và chuyển giao điện tích mà còn nâng cao ổn định của thiết bị lớp vận chuyển điện tử. Tóm lại, các phát hiện của chúng tôi cung cấp một quy trình để tối ưu hóa tế bào perovskite bằng UCNPs và phân tích sơ bộ nguyên lý của chúng.
Từ khóa
#hạt nano chuyển đổi #tế bào quang điện perovskite #hiệu suất chuyển đổi năng lượng #mật độ dòng điện ngắt mạchTài liệu tham khảo
Zhang Y., Liu Y, Liu S., Advanced Functional Materials, 2022, 33(9), 2210335
Cheng M., Zuo C., Wu Y., Li Z., Xu B., Hua Y., Ding L., Science Bulletin, 2020, 65(15), 12371
Deng K., Chen Q., Li L., Advanced Functional Materials, 2020, 30(46), 2004209
Zhang Z., Qiao L., Meng K., Long R., Chen G., Gao P., Chemical Society Reviews, 2023, 52(1), 163
Deng K., Li L., Small Methods, 2019, 4(6), 1900150
Li B., Fu L., Li S., Li H., Pan L., Wang L., Chang B., Yin L., Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7(36), 20494
Murugadoss G., Thangamuthu R., Solar Energy, 2019, 179(2019), 151
Zheng K., Liu C., Yu K., Meng Y., Yin X., Bu S., Lin S., Liu C., Ge Z., ACS Applied Materials Interfaces, 2023, 15(11), 14748
Li Y., Han L., Liu H., Sun K., Luo D., Guo X., Yu D., Ren T., ACS Applied Electronic Materials, 2022, 4(2), 547
Chen Z., Xue H., Brocks G., Bobbert P. A., Tao S., ACS Energy Letters, 2023, 8(2), 943
Qiu L., Si G., Bao X., Liu J., Guan M., Wu Y., Qi X., Xing G., Dai Z., Bao Q., Li G., Chemical Society Reviews, 2023, 52(1), 212
Suarez B., Gonzalez-Pedro V., Ripolles T. S., Sanchez R. S., Otero L., Mora-Sero I., The Journal of Physical Chemistry Letters, 2014, 5(10), 1628
Wang M., Wang W., Ma B., Shen W., Liu L., Cao K., Chen S., Huang W., Nano-Micro Letters, 2021, 13(1), 62
Xie F., Chen C., Wu Y., Li X., Cai M., Liu X., Yang X., Han L., Energy & Environmental Science, 2017, 10(9), 1942
Liu X., Ding B., Han M., Yang Z., Chen J., Shi P., Xue X., Ghadari R., Zhang X., Wang R., Brooks K., Tao L., Kinge S., Dai S., Sheng J., Dyson P. J., Nazeeruddin M. K., Ding Y., Angewandte Chemie International Edition, 2023, 62(29), e202304350
Zhou Y., Zhang X., Han M., Wu N., Chen J., Rahim G., Wu Y., Dai S., Liu X., Solar Energy Materials and Solar Cells, 2023, 257, 112375
Tzoganakis N., Feng B., Loizos M., Chatzimanolis K., Krassas M., Tsikritzis D., Zhuang X., Kymakis E., Energy Technology, 2022, 11(2), 2201017
Park S. Y., Zhu K., Advanced Materials, 2022, 34(27), 2110438
Xiong L., Guo Y., Wen J., Liu H., Yang G., Qin P., Fang G., Advanced Functional Materials, 2018, 28(35), 1802757
Wang S., Wang A., Deng X., Xie L., Xiao A., Li C., Xiang Y., Li T., Ding L., Hao F., Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8(25), 12201
Lu H., Li T., Ma S., Xue X., Wen Q., Feng Y., Zhang X., Zhang L., Wu Z., Wang K., Liu S. (Frank), Small Methods, 2022, 6(12), 2201117
Ma Y., Zhang S., Yi Y., Zhang L., Hu R., Liu W., Du M., Chu L., Zhang J., Li X., Xia R., Huang W., Journal of Materials Chemistry C, 2022, 10(15), 5922
Liu Z., Yang Z., Yang W., Sheng J., Zeng Y., Ye J., Solar Energy, 2022, 236, 100
Tockhorn P., Sutter J., Cruz A., Wagner P., Jäger K., Yoo D., Lang F., Grischek M., Li B., Li J., Shargaieva O., Unger E., Al-Ashouri A., Köhnen E., Stolterfoht M., Neher D., Schlatmann R., Rech B., Stannowski B., Albrecht S., Becker C., Nature Nanotechnology, 2022, 17(11), 1214
Lei Y., Mao L., Zhu H., Yao J., Journal of Applied Polymer Science, 2021, 138(42), 51251
Jin J., Cao Q., Zhao L., Zhou Y., Li Z., Gui L., Chen Z., Wu C., Wang S., Chi B., Materials Today Communications, 2022, 33, 104513
Hong Y.-K., Kim H., Lee G., Kim W., Park J.-I., Cheon J., Koo J.-Y., Applied Physics Letters, 2002, 80(5), 844
Li X., Yang J., Jiang Q., Chu W., Zhang D., Zhou Z., Xin J., ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9(47), 41354
Ouedraogo N. A. N., Yan H., Han C. B., Zhang Y., Small, 2021, 17(8), 2004081
Wang X., Rakstys K., Jack K., Jin H., Lai J., Li H., Ranasinghe C. S. K., Saghaei J., Zhang G., Burn P. L., Gentle I. R., Shaw P. E., Nature Communications, 2021, 12(1), 52
Liu D., Liu K., Liu Y., Bai J., Dai M., Liu F., Lu G., Solar Energy, 2020, 212, 275
Kakavelakis G., Petridis K., Kymakis E., J. Mater. Chem. A., 2017, 5(41), 21604
Ma D., Shen Y., Su T., Zhao J., Rahman N. U., Xie Z., Shi F., Zheng S., Zhang Y, Chi Z., Materials Chemistry Frontiers, 2019, 3(10), 2058
Bi W., Wu Y., Chen C., Zhou D., Song Z., Li D., Chen G., Dai Q., Zhu Y., Song H., ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12(22), 24737
Singh R., Madirov E., Busko D., Hossain I. M., Konyushkin V. A., Nakladov A. N., Kuznetsov S. V., Farooq A., Gharibzadeh S., Paetzold U. W., Richards B. S., Turshatov A., ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13(46), 54874
Yu B. H., Cheng Y., Li M., Tsang S.-W., So F., ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10(18), 15920
Chen C., Zheng S., Song H., Chemical Society Reviews, 2021, 50(12), 7250
Abdulmalek N. M., Jawad H. A., Optik, 2023, 280, 170808
Manzoor S., Yu Z. J., Ali A., Ali W., Bush K. A., Palmstrom A. F., Bent S. F., McGehee M. D., Holman Z. C., Solar Energy Materials and Solar Cells, 2017, 173, 59
Kim M.-S., Kim B.-G., Kim J., ACS Applied Materials & Interfaces, 2009, 1(6), 1264
Qi B., Wang J., Physical Chemistry Chemical Physics, 2013, 15(23), 8972
Dash D. P., Roshan R., Mahata S., Mallik S., Mahato S. S., Sarkar S. K., Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2015, 7(1), 013127
Wu G., Cai M., Cao Y., Li Z., Zhang Z., Yang W., Chen X., Ren D., Mo Y., Yang M., Liu X., Dai S., Journal of Energy Chemistry, 2022, 65, 55
Patil J. V., Mali S. S., Hong C. K., Materials Today Chemistry, 2022, 26, 101118
Cheng Y., Wei Q., Ye Z., Zhang X., Ji P., Wang N., Zan L., Fu F., Liu S., Solar RRL, 2022, 6(9), 2200418
Kim H. D., Ohkita H., Benten H., Ito S., Advanced Materials, 2015, 28(5), 917
Park Y., Lee J.-S., ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(3), 4371