Dette arbeidet gir en detaljert eksperimentelle prosedyren ham Sb2S3 på et mesoporous TiO2 lag med en SbCl3-thiourea kompleks løsning for programmer i Sb2S3-sensitivisert solceller. Denne artikkelen fastslår også nøkkelfaktorer for deponering prosessen.
SB2S3 regnes som en av de nye lys dempere som kan brukes på neste generasjons solceller på grunn av sin unike optisk og elektriske egenskaper. Nylig vi viste sitt potensial som neste generasjon solceller ved å oppnå en photovoltaic høyeffektiv > 6% i Sb2S3-sensitivisert solceller ved hjelp av en enkel thiourea (TU)-basert kompleks løsning metoden. Her beskriver vi de sentrale eksperimentelle prosedyrene ham Sb2S3 på et mesoporous TiO2 (mp-TiO2) lag med en SbCl3– TU kompleks løsning i produksjon av solceller. Først SbCl3– TU løsningen er syntetisert smelte SbCl3 og TU i N, N– vannistedenfor på ulike molar forhold av SbCl3: TU. Så, løsningen er avsatt på som forberedt underlag bestående av mp-TiO2/TiO2-blokkering lag/F-dopet SnO2 glass av spin belegg. Til slutt, for å danne krystallinsk Sb2S3, prøvene er herdet i en N2-fylt hanskerommet på 300 grader C. Effekter av eksperimentell parameterne på photovoltaic enheten ytelsen er også diskutert.
Antimon-baserte chalcogenides (Sb-forenklet), inkludert Sb2S3, Sb2Se3, Sb2(S, Se)3og CuSbS2, anses å være nye materialer som kan brukes i solceller for neste generasjons1 ,2,3,4,5,6,7,8. Imidlertid har photovoltaic enheter basert på Sb-Chs lys dempere ennå ikke nådd 10% strøm konvertering effektivitet (PCE) må demonstrere mulig kommersialisering.
For å overvinne disse begrensningene, er forskjellige metoder og teknikker brukt, som en thioacetamide-indusert overflatebehandling1, en romtemperatur deponering metode4, en atomic lag deponering teknikk2og bruk av kolloid dot quantum punkt6. Blant disse forskjellige metoder utstilt løsning-behandling basert på en kjemisk bad nedbryting den høyeste ytelse1. Men en presis kontroll over den kjemiske reaksjonen og etter behandlingen må oppnå den beste ytelse1,3.
Nylig har vi utviklet en enkel løsning behandling for høy ytelse Sb2S3-sensitivisert solceller bruker en SbCl3-thiourea (TU) kompleks løsning3. Bruker denne metoden, var vi i stand til å dikte opp en kvalitet Sb2S3 med kontrollert Sb/S forholdet, som ble brukt til en solcelle å oppnå en tilsvarende enhet ytelse på 6,4% PCE. Vi var også kunne effektivt redusere behandlingstiden siden Sb2S3 ble fabrikkert av en enkeltsteg deponering.
I dette arbeidet, beskriver vi detaljerte eksperimentelle prosedyren for en Sb2S3 avsetning på underlaget bestående av mesoporous TiO2 (mp-TiO2) / TiO2 blokkerer lag (TiO2– BL) / F-dopet SnO2 ( FTO) glass for fabrikasjon Sb2S3-sensitivisert solceller via SbCl3– TU kompleks løsning behandling3. I tillegg ble tre viktige faktorer som påvirker photovoltaic ytelsen i en Sb2S3 avsetning identifisert og diskutert. Begrepet metoden kan lett brukes på andre sensitiverende-type solceller basert på metal sulfides.
TiO2– BL er mye brukt som et hull-blokkerende lag i solceller. Som vist i figur 2, ble en stor forskjell observert i enheten ytelse avhengig av TiO2– BL tykkelsen. Derfor skal tykkelse være optimalisert for å få den beste samlede enhet ytelsen, fordi det kritisk fungerer som et hull-blokkerende lag å unngå direkte kontakt mellom FTO og transport av hull materiale11. Det bør bemerkes at optimale tykkelsen varierer avhengig av TiO2…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av Daegu Gyeongbuk Institutt for vitenskap og teknologi (DGIST) R & D programmer av departementet for vitenskap og IKT, Sør-Korea (tilskudd nr 18-ET-01 og 18-01-HRSS-04).
Ethyl alcohol, Pure, >99.5% | Sigma-Aldrich | 459836 | |
Titanium(IV) isopropoxide 97% | Aldrich | 205273 | |
Nitic acid, ACS reagent, 70% | Sigma-Aldrich | 438073 | |
Antimony(III) chloride | Sigma-Aldrich | 311375 | |
Thiourea | Sigma-Aldrich | T7875 | |
N,N-Dimethylformamide, anhydrous, 99.8% | Sigma-Aldrich | 227056 | |
TiO2 paste with 50 nm particles | ShareChem | SC-HT040 | |
Poly(3-hexylthiophene) | 1-Material | PH0148 | |
Chlorobenzene | Sigma-Aldrich | 284513 | |
FTO/glass (8 Ohmos/sq) | Pilkington | ||
Spin coater | DONG AH TRADE CORP | ACE-200 | |
Hot plate | AS ONE Corporation | HHP-411 | |
Glove box | KIYON | KK-021AS | |
UV OZONE Cleaner | AHTECH LTS | AC-6 | |
Furnace | WiseTherm | FP-14 | |
UV/Vis Absorption spectroscopy | PerkinElmer | Lambda 750 | |
Multifunctional evaporator with glove box | DAEDONG HIGH TECHNOLOGIES | DDHT-SDP007 |