高效钙钛矿太阳能电池的1D协同MXene纳米管混合物

一、文章概述、

加入钙钛矿太阳能电池（钙钛矿太阳能电池）的电子传输层(ETL)已被证明可以提供高效的光伏(PV)器件。然而，ETL的环境制造导致氧化导致MXene的电性能不可避免的恶化。在此，采用已排序的金属单壁碳纳米管(m-SWCNTs)制备MXene/SWCNTs复合材料，以提高钙钛矿太阳能电池的PV性能。通过优化的组合物，实现了功率转换效率的21%以上。改进的光致发光和降低电荷转移电阻电化学阻抗光谱显示低陷阱密度和提高电荷提取和传输特性由于提高电导率源于纳米管的存在以及减少缺陷氧化锡的表面。文章报告的MXene/SWCNTs策略为实现高性能钙钛矿太阳能电池提供了一条新的途径。

二、图文导读

图1.a)在分离过程前后的 SWCNTs吸收光谱。b)富含m-SWCNT的样品的拉曼光谱。经过分层处理的MXene薄片的c)SEM、d）TEM和e）AFM图像。f)紫外光谱-相对于MXene溶液的光谱。

图2.a)为MXene/m-SWCNTs混合体的假彩色SEM图像。b)MXene、m-SWCNTs和MXene/m-SWCNTs混合体的拉曼光谱。拉曼映射显示了在532nm的波长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)紫外线-臭氧处理的MXene薄膜的e)XPS测量光谱和高分辨率的XPS光谱。

图3.a)装置结构的示图，展示了ITO和钙钛矿之间的界面SNO2/CNT层。b)已完成设备的横截面SEM图像。在c）裸氧化锡、d）MXene、e）m-SWCNt、f）Mxene/m-SWCNt上自涂的顶视图SEM图像。

图4.使用各种MXene/m-SWCNT界面层制造的太阳能电池的a)Jsc、b)FF、c)Voc和d)PCE的统计分布。

图5.a)紫外光谱-具有不同界面层的氧化锡薄膜的可见吸收光谱。ITO/SnO2/钙钛矿、ITO/SnO2/钙钛矿、ITO/SNO2/m-SWCNT/SNO2/m/钙钛矿/INO2/MXene（2：1）/钙钛矿基质上钙钛矿薄膜的b)PL和c)TRPL衰变光谱。d)钙钛矿太阳能电池的EIS组合了不同的界面层。嵌入件显示用于EIS装配的等效电路模块。

三、全文总结

综上所述，文章证明，在氧化锡层上的MXENe混合沉积可以有效地提高钙钛矿太阳能电池的PV性能。作者使用SEM、PL、TRPL和EIS进行的综合研究表明，MXene/m-SWCNTs混合界面层可以降低氧化锡和钙钛矿界面上的缺陷密度，从而降低了陷阱密度，从而提高了电荷的提取和传输。用MXene/m-SWCNT（2：1W/W）制造的冠军PSC显示PCE超过21%，FF接近0.80。这项工作表明，解决解处理的MXene/mSWCNTs混合系统是实现高效钙钛矿太阳能电池的一种简单而有效的方法。

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