Onderzoekers onthullen mechanisme van SnO2-elektronentransportlaag gemodificeerd door graphdiyne in perovskiet-zonnecellen

De groep van prof. Sun Baoyun van het Institute of High Energy Physics (IHEP) van de Chinese Academie van Wetenschappen gebruikte onlangs graphdiyne oxide (GDYO), gefluoreerde GDYO (FGDYO) en met stikstof gedoteerde GDYO (NGDYO) om de SnO te verbeteren₂ elektronentransportlaag (ETL) in perovskiet-zonnecellen en onthulde het relevante mechanisme met behulp van synchrotronstralingstechnologie. Deze studie is gepubliceerd in Nano Vandaag.

De onderzoekers volgden het groeiproces van SnO₂PbI₂ en perovskiet met behulp van in situ XRD en de chemische bindingen op het grensvlak tussen ETL en de actieve laag met behulp van in situ XAFS. Ze ontdekten dat de sterkere interactie tussen de gedoteerde SnO₂ en PbI₂ remde PbI₂ kristallisatie in perovskietlagen en gaf meer gelegenheid voor de PbI₂ voorloper om perovskiet te vormen, waardoor perovskiet beter kristalliseert.

Bovendien ontdekten de onderzoekers dat verschillende op GDY gebaseerde materialen verschillende effecten hebben: NGDYO gaf ETL de beste geleidbaarheid en het meest bijpassende energieniveau, maar de beste perovskietkristalliniteit werd veroorzaakt door FGDYO-SnO₂. Drie op GDY gebaseerde materialen hadden ook dezelfde effecten: SnO₂ lagen met op GDY gebaseerde materialen optimaliseerden de eigenschappen van de SnO₂ laag zelf en de interface tussen SnO₂ en de perovskietlaag, en beïnvloedde vervolgens de groei van perovskiet.

In situ XAFS, dat voor het eerst belangrijke interface-bindingsinformatie vastlegde, legde de basis voor interface-onderzoek met behulp van synchrotronstralingstechnologie. Tegelijkertijd is systematisch onderzoek naar het mechanisme van additieven nuttig om de wetenschappelijke basis te leggen voor nieuwe ideeën over het verbeteren van de prestaties van perovskiet-apparaten.