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Effect of guanidinium chloride in eliminating O2-electron extraction barrier on a SnO2 surface to enhance the efficiency of perovskite solar cells

喻苗  宋群梁  張(善勇)  
【摘要】:由于SnO2传输层与传统TiO2传输层相比,SnO2在导电性、透光性、稳定性上都略胜一筹,因而受到广泛关注和应用。但SnO2纳米晶薄膜在退火条件下会形成氧吸附(O2-)界面缺陷态,造成SnO2表面能带发生弯曲,表面电阻增大,在钙钛矿与SnO2界面形成一层电荷传输势垒,不利于电荷的提取和器件效率的提升。再者,尽管SnO2晶体的电子迁移率很高,但是SnO2纳米晶粒间电子迁移率低,这会影响SnO2薄膜内部的电荷传输效率。针对上述问题,本文利用胍离子(GA+)与吸附氧(O2-)缺陷态的电荷耦合效应,通過盐酸胍界面修饰SnO2薄膜削弱界面电荷传输势垒,提升电荷提取效率。引入GA+后,SnO2薄膜的导带能级下移,光生电子提取驱动力增强,器件效率从15.33%提升至18.46%,器件的填充因子提升至80%以上。由于界面GA+中氨基基团与钙钛矿中碘离子的氢键作用,SnO2薄膜对钙钛矿的浸润性提高,同时也抑制钙钛矿晶体中碘空位的形成,器件稳定性也得到提升。

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