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聚合物太阳能电池界面调控

聚合物太阳能电池界面调控

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2016年全国高分子材料科学与工程研讨会

作者：张坚桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西信息材料重点实验室

聚合物/钙钛矿太阳能电池中,电极界面对器件的性能起着至关重要的作用,优异的界面特性是实现高性能器件的必要前提条件。石墨烯及其衍生物具有良好的透光性、较好的机械性能、含有大π键体系的片层结构,可分散在溶液中进行溶液加工等优... 详细信息

聚合物/钙钛矿太阳能电池中,电极界面对器件的性能起着至关重要的作用,优异的界面特性是实现高性能器件的必要前提条件。石墨烯及其衍生物具有良好的透光性、较好的机械性能、含有大π键体系的片层结构,可分散在溶液中进行溶液加工等优点,包括石墨烯量子点材料在内的石墨烯衍生物已经作为电极与半导体材料的界面材料在聚合物/钙钛矿太阳能电池中得到了应用。石墨烯与氧化石墨烯的功函数一般为.6-4.9 eV,与许多高性能有机半导体材料的HOMO能级不匹配,限制了器件的能量转换效率。我们利用氧等离子体对氧化石墨烯进行处理,将氧化石墨烯的功函数提高到5.2 eV,采用光化学反应制备出氯化-氧化石墨烯,并实现其功函数从4.9eV到5.2eV的连续可调。采用高功函数的氧化石墨烯或氯化-氧化石墨烯薄膜作为阳极界面材料,将聚合物太阳能电池的能量转换效率提高了15%到30%。针对石墨烯及其衍生物在分散液中浓度较小,难以形成连续薄膜的问题,我们采用静电层层自组装的方法制备出大面积连续薄膜,并且以其作为阳极界面层制备出高效率的聚合物太阳能电池。C3N4是一类具有良好催化性能的太阳能光催化制氢反应的催化剂材料,我们将C3N4纳米片作为阳极界面材料应用到有机太阳能电池中,结果显示C3N4能有效的提高有机太阳能电池的效率。

关键词： polymer solar cells interfacial materials interface engineering graphene surface dipole

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Boosting charge separation efficiency in the planar films by the phase-separation-induced interfaces

Boosting charge separation efficiency in the planar films by...

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第七届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会

作者： Yuanming Zhang Zhaosheng Li Zhigang Zou National Laboratory of Solid State Microstructures College of Engineering and Applied ScienceNanjing University

Spinel ferrites(MFeO,M=Mg,Cu and Zn) as promising candidates stand out among diverse semiconductor materials due to their optoelectronic tunability together with superb chemical stability.However,the saturation photocurrents are constrained by acute bulk recombination.Herein,we report the iron-base planar film photoelectrodes with MFeO and α-FeO interfaces structure by a simple spray pyrolysis system,which can form a type-Ⅱ configuration with abundant intimate interfaces.The design accelerates separation of photo-generated electron-hole pairs and reduce bulk recombination probability,the maximum attainable photocurrent is quite splendid.Take ZnFeO and α-FeO with intimate interfaces as an example,the photocurrent reaches 1.51 mA cm at 1.6 V versus RHE under AM 1.5 G(100 mW cm-2) irradiation and in 1 M NaOH aqueous solution,which is 19.6 and 2.1 times higher than those for ZnFeO and the α-FeO.Meanwhile,the film demonstrates a strong ability to remove highly toxic phenol via the synergistic effect of photoelectrocatalysis under AM 1.5 G irradiation and in 0.1 M NaSO aqueous solution.A quite promising in situ heterojunction strategy with abundant intimate interfaces to develop highly efficient planar film photoelectrodes is presented,which shows that the potential of spinel ferrites in regard to the hydrogen production and environmental purification of solar energy.

关键词： Photoelectrocatalysis Planar films interface engineering MFe2O4 Solar energy

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interface Modified of Carbon-based Planar Perovskite Solar Cells to improve the efficient and long-time stable

Interface Modified of Carbon-based Planar Perovskite Solar C...

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第六届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会

作者： Man Yang Binghai Dong Jun Li Jinhua Li Xianbao Wang Shimin Wang School of Materials Science and engineering Hubei University

Perovskite solar cells(PSCs) are attracted wide attention in recent 10 years. In order to obtain high efficiency and long-term stability, a lot of work has been done. And the interface engineering has the great significance for improving the photoelectric performance, eliminating the photocurrent lag and improving the long-term stability of devices. ZnS is a n-type semiconductor with wide band gap and it has similar physical properties to ZnO, which is conducive to the extraction and transfer of electrons. In this paper, ZnO/ZnS materials were prepared and characterized, and use it as the interfacial modification layer between ZnO and perovskite layer. MAPbI was synthesized by one-step solution method and used as optical absorption material. The devices with the structure of FTO/ZnO/ZnO-ZnS/MAPbI/P3HT/Carbon were prepared. The photoelectric performance and thermal stability of the battery were preliminarily explored. After introducing the modified layer, the thermal stability of the battery has been greatly improved. The PCE of pure ZnO PSC is 4.55%. While, the device performance with ZnO/ZnS is significantly improved, and 8.23% PCE is obtained. Therefore, the application of ZnO/ZnS structure to the interface between MAPbI and ZnO is a possible way to improve the photovoltaic performance of PSC.

关键词： perovskite solar cells interface engineering ZnO ZnS

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