Sb_(2)S_(3):P3HT共混物改善TiO_(2)纳米棒阵列钙钛矿太阳电池的性能

为解决钙钛矿太阳电池中MAPbI_(3)的不稳定性问题,提高电池性能,对以TiO_(2)纳米棒阵列作为电子传输层、Sb_(2)S_(3):P3HT共混物作为钙钛矿MAPbI_(3)修饰层的太阳电池进行了研究。首先,以SbCl_(3)作为锑源,Na_(2)S_(2)O_(3)作为硫源,采用溶剂热法制备合适尺寸的Sb_(2)S_(3)纳米球;其次,通过超声分散法将Sb_(2)S_(3)与P3HT在氯苯溶液中共混得到Sb_(2)S_(3):P3HT共混物,将其旋涂于沉积了MAPbI_(3)薄膜的TiO_(2)纳米棒阵列上,形成FTO/TiO_(2)NR/MAPbI_(3)/Sb_(2)S_(3):P3HT复合膜,制备成TiO_(2)纳米棒阵列MAPbI_(3)/Sb_(2)S_(3):P3HT太阳电池;最后,采用SEM,XRD,J-V曲线和紫外可见吸收光谱等方法进行表征和测试。结果表明,制备的结构为FTO/TiO_(2)NR/MAPbI_(3)/Sb_(2)S_(3):P3HT/Spiro-OMeTAD/Ag的太阳电池,能量转换效率(PCE)最高达到了14.73%,与未采用Sb_(2)S_(3):P3HT共混物修饰的TiO_(2)纳米棒阵列MAPbI_(3)太阳电池相比,能量转换效率得到了明显提升。因此,Sb_(2)S_(3):P3HT共混物能避免出现钙钛矿MAPbI_(3)被氧化的不稳定性问题,可有效提高TiO_(2)纳米棒阵列MAPbI_(3)太阳电池的性能。

Sb_2S_3/TiO_2纳米棒的构筑及其在杂化太阳电池中的应用

采用水热法在FTO导电玻璃基底上,制备了一维有序的TiO_2纳米棒阵列。采用化学浴沉积方法在TiO_2纳米棒有序阵列上沉积Sb_2S_3纳米粒子,形成壳核式Sb_2S_3/TiO_2复合纳米棒阵列结构。通过控制化学浴的沉积时间,可以得到不同厚度Sb_2S_3纳米粒子壳层。通过电子扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、以及紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等对样品形貌、结构组成以及光性能进行了测定和分析。最终基于P3HT/Sb_2S_3(3 h)/TiO_2为光电极所组装的杂化太阳电池能量转换效率最高,获得了1.15%的能量转换效率。