电子传输层(ETL)是常规钙钛矿太阳能电池的关键组件，可提高整体电荷提取效率并调整钙钛矿层的结晶度以获得更好的器件性能。中国人民大学慕成教授课题组提出了报告了一种通过添加钙钛矿前体进行ETL改性的简便有效的过程。MACl(FACl)作为ETL掺杂剂的器件，功率转换效率从20.12%(空白器件)增加到21.87%(21.72%)。相关工作以“Precursor Engineering of the Electron Transport Layer for Application in High-Performance Perovskite Solar Cells”为题发表在Advanced Science上。图1. a)SnO2-MACl/FACl薄膜制备示意图。b)SnO2-MACl/FACl装置的示意图。c)典型PSC的能级图。d)沉积在SnO2-MACl、SnO2-FACl和纯SnO2 ETL上的钙钛矿薄膜的XRD。要点1. 这种新的ETL工程协议是将钙钛矿前体、甲基氯化铵(MACl)或甲脒氯化物(FACl)的组合物加入SnO2层，然后通过与PbI2反应转化为钙钛矿的晶核。从而提高了钙钛矿层的质量，同时也增加了 SnO2-钙钛矿的接触。 SnO2嵌入的核显着改善了光学活性钙钛矿层的形态和结晶度。要点2. SnO2-钙钛矿大的接触和大晶粒钙钛矿的密集堆积增强了载流子迁移率并抑制了电荷复合。要点3. 对于使用MACl(FACl)作为ETL掺杂剂的器件，功率转换效率从20.12%(空白器件)增加到21.87%。此外，所有前体工程细胞都表现出创纪录的高填充因子(82%)。这项研究实际上证明了ETL钙钛矿前体工程在显着提高PSC性能方面的有效性。
图2. a)SnO2-MACl、b)SnO2-FACl和c)纯SnO2 ETL获得的典型PSC的J-V曲线。d)SnO2-MACl、SnO2-FACl和纯SnO2ETL获得的典型PSC的EQE光谱。
图3. 沉积在SnO2-MACl、SnO2-FACl和纯SnO2ETL上的钙钛矿薄膜的a)稳态光致发光(PL)和b)时间分辨光致发光(TRPL)光谱。c)在黑暗条件下从源自SnO2-MACl、SnO2-FACl和纯SnO2 ETL的PSC获得的能斯特图。d)在环境条件下，由SnO2-MACl、SnO2-FACl和纯SnO2ETL衍生的PSC表现出的长期稳定性性能。
链接：https://doi.org/10.1002/advs.202102845
