低溫溶液法處理的TiO2納米晶體(LT-TiO2)已被廣泛用作鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的電子傳輸層(ETL)。然而,低的電子遷移率、高的電子陷阱態(tài)密度和高的TiO2光催化活性導(dǎo)致ETL /鈣鈦礦界面上的不良電荷負(fù)荷,以及在紫外線(UV)下PSC的不穩(wěn)定性。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)楊上峰等人報道了一種LT-TiO2納米晶體通過一種簡單的非水解方法進行原位氟化,形成Ti-F鍵,從而增加了電子遷移率,降低了電子陷阱態(tài)的密度,并抑制了光催化活性。
在使用氟化TiO2納米晶體(F‐TiO2)作為ETL時,規(guī)則結(jié)構(gòu)的平面異質(zhì)結(jié)PSC(PHJ‐PSC)達(dá)到了22.68%的最佳效率(PCE),這是基于LT‐TiO2 ETL的PHJ‐PSC的最高PCE之一。
基于F-TiO2 ETL的PHJ-PSC柔性器件的PCE最佳,為18.26%,這是基于TiO2的柔性器件的最高效率。TiO2表面鍵合的F原子促進F-和FA/MA有機陽離子之間形成氫鍵以及與鉛形成Pb-F鍵,從而增強鈣鈦礦層與TiO2 ETL的界面結(jié)合。這有助于鈣鈦礦膜表面陷阱態(tài)的有效鈍化,從而提高了器件效率和穩(wěn)定性,尤其是在紫外線下的穩(wěn)定性。
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