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高效稳定的PEDOT:PSS基平面型钙钛矿太阳能电池

论文概述

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因低成本和高效率引起了广泛关注，转换效率已经高达22.1%。在各种PSCs中，平面型PSCs是最有希望应用于柔性基底的易于集成的电池，其中具有反型结构的PSCs是目前比较热门的平面型PSCs。PEDOT:PSS是一种导电性能好的聚合物，作为空穴缓冲层常用于钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，但是其稳定性一直是制约电池发展的重要瓶颈。PEDOT:PSS作为PSCs空穴传输层，因其吸湿性强，阻挡电子能力差，极大限制了PSCs的稳定性和能量转化效率（PCE）。鉴于此，华东师范大学的陈晓红老师课题组利用旋涂法在PEDOT:PSS表面形成一层散装分布的氧化石墨烯（GO）修饰层，明显增加了钙钛矿电池的效率和稳定性。研究表明，GO的酒精溶剂在旋涂过程中能部分去除PEDOT:PSS表面PSS材料，提高了PEDOT:PSS表面耐湿性，而且降低了钙钛矿层接触势垒。同时，经GO修饰PEDOT:PSS层表面具有优异的润湿性，有利于形成高质量钙钛矿层；而GO所具有的阻挡电子和增强空穴提取功能，极大抑制了界面处载流子复合。因此，相比参考电池效率11.9%，GO修饰的PEDOT:PSS基电池效率达到15.34%。同时，经GO修饰后的未封装电池在空气中放置39天后，其PCE仍保持原来的83.5%。
 

文章引用信息

Hui Luo, Xuanhuai Lin, Xian Hou, Likun Pan, Sumei Huang, Xiaohong Chen, Efficient and Air-StablePlanar Perovskite Solar Cells Formed on Graphene-Oxide-Modified PEDOT:PSS HoleTransport Layer. Nano-Micro Lett.(2017) 9: 39. http://dx.doi.org/doi.10.1007/s40820-017-0140-x
    
作者介绍
陈晓红，华东师范大学副研究员、硕士生导师，上海市浦江人才，上海市真空学会理事。获中科院长春光学精密机械与物理所凝聚态物理专业博士学位。曾在中科院北京半导体所、葡萄牙INESC-MN微系统和纳米技术研究所、美国罗切斯特大学、新加坡国立大学从事博士后和访问学者研究工作，现在华东师范大学纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心工作。主持多项国家自然基金面上项目和省部级项目，发表论文70余篇，引用超过1200多次。研究方向：有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、纳米材料、透明导电薄膜以及真空镀膜等。

主页链接：http://faculty.ecnu.edu.cn/s/211/main.jspy
     
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图文导读
        
图 1 a,b)PEDOT:PSS的SEM图像, c) XPS谱图 2  a,b)PEDOT:PSS钙钛矿型增长的SEM图，c,d)钙钛矿型薄膜生长的XRD图谱图 3 a)细胞结构示意图, b) PSCs横截面的扫描电镜图, c) PSCs的J – V曲线，d)  e PEDOT:PSS表面的UPS谱图

图 4  PSCs与 PEDOT:PSS的统计参数

图 5 a)在PEDOT:PSS层上的钙钛矿薄膜的紫外可见吸收光谱，b)钙钛矿薄膜的光致发光

图 6 a)-dV/dJ 与 (Jsc – J) -1，b) (Jsc – J)与 (V+ RsJ)的细胞线性拟合图，c)器件的尼奎斯特图

图 7 a) IPCE光谱，b) 细胞的Jph与Veff图

Nano-Micro Letters《纳微快报》

Nano-Micro Letters《纳微快报》是严格评审的国际英文学术期刊，快速报道与纳米/微米尺度相关的高水平研究成果和评论文章，尤其关注从纳米到微米的自下而上的工作，旨在推动纳微科技的发展和应用。期刊与Springer合作，以Open Access出版。采用国际一流的Scholarone Manuscripts编审系统。目前，NML期刊已被SCI、EI、SCOPUS、DOAJ、知网、万方等数据库收录。最新影响因子达到了4.849，材料学科和物理学科位于Q1区。2014和2016年连续入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”（D类和B类），2016-2018年入选“上海市高水平高校学术期刊支持计划（A）”。2015和2016年均获“中国最具国际影响力学术期刊”，2016年获“2016年全国高校杰出科技期刊奖“和”上海市高校精品科技期刊奖”。

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