具有可调碳纳米管界面与厚富勒烯电子传输层的离子门控钙钛矿太阳能电池:与门控 OPV 的比较
应用物理
2019-11-11 v1
摘要
我们展示了一种离子门控平面 PS-PV 太阳能电池,其具有超厚富勒烯 ETL,顶部为多孔 CNT 电子收集器。钙钛矿光伏器件通常具有未掺杂的电子传输层,通常因高电阻而薄如 C60。金属性低功函数阴极在 PS-PV 中由于与卤素 I-/Br- 反应极不稳定,因此期望在厚低电阻 ETL 顶部具有稳定碳阴极以增强 PS-PV 的稳定性。我们表明,在离子液体中对这种顶部 CNT 阴极进行门控,作为由 Vg 充电的超级电容器的一部分,通过 EDL 充电调节 CNT 的费米能级,并导致 C60/C70 ETL 处势垒的降低。此外,在更高门控电压下离子通过电化学 n 掺杂进一步进入富勒烯,这通过主要提升两个参数 Isc 和 FF 显著提高了 PV 性能,使 PCE 效率从 3% 提高到 11%。ETL 的 n 掺杂通过 ETL 和 CNT 强烈增强电荷收集,提高 Isc 并降低串联电阻,从而强烈提高 PCE。令人惊讶的是,Voc 在 PS-PV 中对外部 Vg 门控不敏感,相反,在离子门控有机 PV 中 Voc 被强烈增强,那里它是主要门控效应。Voc 对 Vg 门控 CNT 电极功函数降低的不敏感性清楚地表明,PS-PV 中的 Voc 由 PS 本身内部 p-i-n 结的形成决定,通过其本征可移动离子物种卤素和阳离子及其空位的积累。
引用
@article{arxiv.1911.02619,
title = {Ionically gated perovskite solar cell with tunable carbon nanotube interface at thick fullerene electron transporting layer: comparison to gated OPV},
author = {D. S. Saranin and D. S. Muratov and R. Haroldson and A. G. Nasibulin and A. R. Ishteev and D. V. Kuznetsov and M. N. Orlova and S. I. Didenko and A. A. Zakhidov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.02619},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 6 figures