高效鈣鈦礦太陽能電池的1D協同MXene納米管混合物
一、文章概述、
加入鈣鈦礦太陽能電池（鈣鈦礦太陽能電池）的電子傳輸層(ETL)已被證明可以提供高效的光伏(PV)器件。然而，ETL的環境制造導致氧化導致MXene的電性能不可避免的惡化。在此，采用已排序的金屬單壁碳納米管(m-SWCNTs)制備MXene/SWCNTs復合材料，以提高鈣鈦礦太陽能電池的PV性能。通過優化的組合物，實現了功率轉換效率的21%以上。改進的光致發光和降低電荷轉移電阻電化學阻抗光譜顯示低陷阱密度和提高電荷提取和傳輸特性由于提高電導率源于納米管的存在以及減少缺陷氧化錫的表面。文章報告的MXene/SWCNTs策略為實現高性能鈣鈦礦太陽能電池提供了一條新的途徑。
二、圖文導讀
圖1.a)在分離過程前后的 SWCNTs吸收光譜。b)富含m-SWCNT的樣品的拉曼光譜。經過分層處理的MXene薄片的c)SEM、d）TEM和e）AFM圖像。f)紫外光譜-相對于MXene溶液的光譜。
圖2.a)為MXene/m-SWCNTs混合體的假彩色SEM圖像。b)MXene、m-SWCNTs和MXene/m-SWCNTs混合體的拉曼光譜。拉曼映射顯示了在532nm的波長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)紫外線-臭氧處理的MXene薄膜的e)XPS測量光譜和高分辨率的XPS光譜。
圖3.a)裝置結構的示圖，展示了ITO和鈣鈦礦之間的界面SNO2/CNT層。b)已完成設備的橫截面SEM圖像。在c）裸氧化錫、d）MXene、e）m-SWCNt、f）Mxene/m-SWCNt上自涂的頂視圖SEM圖像。
圖4.使用各種MXene/m-SWCNT界面層制造的太陽能電池的a)Jsc、b)FF、c)Voc和d)PCE的統計分布。
圖5.a)紫外光譜-具有不同界面層的氧化錫薄膜的可見吸收光譜。ITO/SnO2/鈣鈦礦、ITO/SnO2/鈣鈦礦、ITO/SNO2/m-SWCNT/SNO2/m/鈣鈦礦/INO2/MXene（2：1）/鈣鈦礦基質上鈣鈦礦薄膜的b)PL和c)TRPL衰變光譜。d)鈣鈦礦太陽能電池的EIS組合了不同的界面層。嵌入件顯示用于EIS裝配的等效電路模塊。
三、全文總結
綜上所述，文章證明，在氧化錫層上的MXENe混合沉積可以有效地提高鈣鈦礦太陽能電池的PV性能。作者使用SEM、PL、TRPL和EIS進行的綜合研究表明，MXene/m-SWCNTs混合界面層可以降低氧化錫和鈣鈦礦界面上的缺陷密度，從而降低了陷阱密度，從而提高了電荷的提取和傳輸。用MXene/m-SWCNT（2：1W/W）制造的冠軍PSC顯示PCE超過21%，FF接近0.80。這項工作表明，解決解處理的MXene/mSWCNTs混合系統是實現高效鈣鈦礦太陽能電池的一種簡單而有效的方法。
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