Detta arbete innehåller detaljerade experimentella anvisningar för nedfall av Sb2S3 på ett mesoporous TiO2 lager med SbCl3-tiourea komplex lösning för applikationer i Sb2S3-sensibiliserade solceller. Denna artikel bestämmer också viktiga faktorer som styr processen nedfall.
SB2S3 är ansedd som en av de framväxande ljus absorbenter som kan tillämpas på nästa generations solceller på grund av dess unika optiska och elektriska egenskaper. Nyligen har vi visat sin potential som nästa generations solceller genom att uppnå en hög solceller effektivitet > 6% i Sb2S3-sensibiliserade solceller använder en enkel tiourea (TU)-baserat komplex lösning metod. Här beskriver vi de viktigaste experimentella rutiner för nedfall av Sb2S3 på ett mesoporous TiO2 (mp-TiO2) lager med en komplex lösning för SbCl3– TU i tillverkning av solceller. Först, SbCl3– TU lösningen syntetiseras av upplösning SbCl3 och TU i N, N– dimetylformamid på olika molar förhållandet mellan SbCl3: TU. Sedan lösningen sätts på som förberedda substrat bestående av mp-TiO2/TiO2-blockering lager/F-dopade SnO2 glas av spin beläggning. Slutligen, för att bilda kristallina Sb2S3, proverna är glödgas i en N2-fylld handskfacket på 300 ° C. Effekterna av de experimentella parametrarna på solceller enhetens prestanda diskuteras också.
Antimon-baserade chalcogenides (Sb-Chs), inklusive Sb2S3, Sb2Se3, Sb2(S, Se)3och CuSbS2, anses vara nya material som kan användas i nästa generations solceller1 ,2,3,4,5,6,7,8. Solceller-enheter baserade på Sb-Chs ljus absorbenter har dock ännu inte nått 10% effekt verkningsgraden (PCE) skyldig att Visa genomförbart kommersialisering.
För att övervinna dessa begränsningar, har olika metoder och tekniker använts, såsom en thioacetamide-inducerad ytbehandling1, en rumstemperatur nedfall metod4, ett atomlager nedfall teknik2och användningen av colloid dot quantum dots6. Bland dessa olika metoder uppvisade lösning-behandlingen utifrån en kemisk bad nedbrytning den högsta prestanda1. Dock krävs en exakt kontroll av den kemiska reaktionen och efter behandling för att uppnå bästa prestanda1,3.
Nyligen har vi utvecklat en enkel lösning-bearbetning för högpresterande Sb2S3-sensibiliserade solceller med SbCl3-tiourea (TU) komplex lösning3. Med den här metoden, vi kunde att fabricera en kvalitet Sb2S3 med en kontrollerad Sb/S-förhållandet, som tillämpades på en solcell att uppnå en jämförbar enhetsprestanda av 6,4% PCE. Vi lyckades också effektivt minska handläggningstiden eftersom Sb2S3 var tillverkade av ett enda steg nedfall.
I detta arbete, beskriver vi detaljerade experimentella förfarandet för en Sb2S3 nedfall på substratet bestående av mesoporous TiO2 (mp-TiO2) / TiO2 blockering lager (TiO2– BL) / F-dopade SnO2 ( FTO) glas för tillverkning av Sb2S3-sensibiliserade solceller via SbCl3– TU komplex lösning-bearbetning3. Dessutom var tre viktiga faktorer som påverkar solceller prestanda under en Sb2S3 nedfall identifieras och diskuteras. Begreppet metoden kan enkelt tillämpas på andra sensitizer-typ solceller baserat på belägger med metall sulfider.
TiO2– BL är allmänt används som ett hål-blockerande lager i solceller. Som visas i figur 2, observerades en stor skillnad i enhetens prestanda beroende på TiO2– BL tjocklek. Dess tjocklek bör därför optimeras för att erhålla bästa övergripande enhetens prestanda, eftersom den kritiskt fungerar som ett hål-blockerande skikt för att förhindra någon direktkontakt mellan FTO och hål-transportera material11. Det bör noteras att den o…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöds av den Daegu Gyeongbuk Institutet för vetenskap och teknik (DGIST) R & D program av ministeriet för vetenskap och IKT, Sydkorea (bidrag nr 18-ET-01 och 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 |