利用SbCl3-硫脲复合溶液处理锑23沉积物对锑2S3敏化太阳能电池性能影响的关键因素
Summary
这项工作提供了一个详细的实验程序, 以沉积2S3在介孔的2层, 使用 SbCl3硫脲复合溶液的应用于锑2的3敏化太阳能电池。本文还确定了控制沉积过程的关键因素。
Abstract
锑2S3被认为是新兴的光吸收器之一, 可以应用于下一代太阳能电池, 因为其独特的光学和电学性质。最近, 我们展示了它的潜力作为下一代太阳能电池通过实现高光伏效率 > 6% 在2S3敏化太阳能电池, 使用简单的硫脲 (土) 为基础的复杂溶液方法。在这里, 我们描述了2S3在介孔的2 (mp-SbCl2) 层上的关键实验程序, 使用一个在太阳能电池的制造中的3-土复合溶液。首先, SbCl3-土溶液是通过溶解 SbCl3和 TU 在n, n-甲基酰胺在不同的摩尔比 SbCl3: 土。然后, 该溶液沉积在制备的基材上, 由2/2阻挡层/F 掺杂的 SnO2玻璃经自旋涂层组成。最后, 为了形成结晶锑2S3, 样品被退火在一个 N2填充手套盒在300°c。文中还讨论了实验参数对光伏器件性能的影响。
Introduction
锑基硫属化合物 (锑), 包括 sb2S3, 锑2Se3, 锑2(S, Se)3, 和 CuSbS2, 被认为是新兴材料, 可用于下一代太阳能电池1 ,2,3,4,5,6,7,8。然而, 基于锑光吸收器的光伏设备尚未达到证明可行商业化所需的10% 功率转换效率 (四氯乙烯)。
为了克服这些局限性, 采用了各种方法和技术, 如硫乙酰胺诱导表面处理1、室温沉积法4、原子层沉积技术2以及利用胶体点量子点6。在这些不同的方法中, 基于化学浴分解的溶液处理表现出最高的性能1。然而, 对化学反应和后处理的精确控制需要达到最佳性能1,3。
最近, 我们开发了一个简单的解决方案-处理高性能的 Sb2S3敏化太阳能电池使用 SbCl3-硫脲 (TU) 复合溶液3。使用这种方法, 我们能够制造一个质量为2S3的人, 控制的人/S 比, 这是适用于太阳能电池, 以达到可比的设备性能6.4% 四氯乙烯。我们也能够有效地减少处理时间, 因为2S3是由单步沉积制造。
在这项工作中, 我们描述了 2S3沉积物的详细实验程序, 该基板由介孔的2 (mp2)/.) 玻璃用于制造 Sb2S3敏化太阳电池通过SbCl3涂复合溶液处理3。此外, 还对2S3沉积过程中影响光伏性能的三关键因素进行了识别和讨论。该方法的概念可以很容易地应用于其它基于金属硫化物的敏化型太阳能电池。
Protocol
Representative Results
Discussion
2-BL 被广泛用作太阳能电池中的堵孔层。如图 2所示, 在设备性能上观察到的大差异取决于2-BL 厚度。因此, 它的厚度应进行优化, 以获得最佳的整体设备性能, 因为它作为一个孔堵塞层, 以防止任何直接接触的11和孔运输材料。应注意的是, 最佳厚度的变化取决于2-BL 溶液种类, 各种类型, 方法, 光吸收器和设备体系结构。除2-BL ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了大韩民国科学和信息和通信技术部 (DGIST) 研究 & 发展方案 (Gyeongbuk 18-ET-01 和 18-01-HRSS-04) 项目的支持。
Materials
| 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 |
Referências
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