降低有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的成本和穩定性對於(yu) 工業(ye) 国产成人在线观看免费网站具有重要意義(yi) 。常用的空穴傳(chuan) 輸材料(HTMs)如Spiro-O MeTAD、聚雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺(PTAA)和聚(3-己基噻吩2,5-二基)(P3HT)是非常昂貴的。在這裏，3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)單體(ti) 被原位聚合在氧化石墨烯(GO)表麵作為(wei) PEDOT-GO薄膜。與(yu) 常用的聚苯乙烯磺酸(PSS)相比，氧化石墨烯避免了鈣鈦礦的腐蝕和H2O溶劑的使用。複合PEDOT-GO薄膜位於(yu) 碳對電極和鈣鈦礦層之間，為(wei) 空穴傳(chuan) 輸層(HTL)。功率轉換效率(PCE)為(wei) 14.09%。
拉曼在聚(3,4-乙烯二氧噻吩)和氧化石墨烯複合薄膜作為(wei) 鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳(chuan) 輸層中的国产成人在线观看免费网站
摘要：降低有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的成本和穩定性對於(yu) 工業(ye) 国产成人在线观看免费网站具有重要意義(yi) 。常用的空穴傳(chuan) 輸材料(HTMs)如Spiro-O MeTAD、聚雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺(PTAA)和聚(3-己基噻吩2,5-二基)(P3HT)是非常昂貴的。在這裏，3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)單體(ti) 被原位聚合在氧化石墨烯(GO)表麵作為(wei) PEDOT-GO薄膜。與(yu) 常用的聚苯乙烯磺酸(PSS)相比，氧化石墨烯避免了鈣鈦礦的腐蝕和H2O溶劑的使用。複合PEDOT-GO薄膜位於(yu) 碳對電極和鈣鈦礦層之間，為(wei) 空穴傳(chuan) 輸層(HTL)。功率轉換效率(PCE)為(wei) 14.09%。
可再生清潔能源設備是社會(hui) 可持續發展的迫切需求。其中，有機-無機金屬雜化鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）因其優(you) 異的光伏性能、製備工藝簡單、成本相對較低而越來越受到人們(men) 的關(guan) 注。PSCs一般由FTO玻璃、 電子傳(chuan) 輸層、光吸收層、空穴傳(chuan) 輸層和電極組成。在PSCs的多層結構中，空穴傳(chuan) 輸層（HTL）的設計是為(wei) 了促進電子和空穴的分離，這是電池性能和穩定性的關(guan) 鍵。然而，HTL本身存在的一些問題阻礙了PSCs技術的發展和国产成人在线观看免费网站。目前，PSCs的HTL主要基於(yu) Spiro-OMeTAD、PTAA和P3HT等材料。對於(yu) 大規模国产成人在线观看免费网站而言，這些材料的成本都高的令人望而卻步，此外，Spiro-OMeTAD中的摻雜劑具有較強的吸水性，嚴(yan) 重威脅了PSCs的使用壽命。因此，有必要探索一種低成本、穩定的空穴傳(chuan) 輸材料（HTMs），用於(yu) PSCs的實用化階段。
PEDOT通常與(yu) PSS結合使用，廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 反向PSCs中，其價(jia) 格比上述材料便宜得多。然而，PSS中所含的磺酸基團對器件壽命危害極大。為(wei) 了避免PSS的使用，有人合成了2,5-二溴-3,4-乙基二氧噻吩(DBEDOT)單體(ti) ，並將其自旋包覆在鈣鈦礦層上，原位聚合成PEDOT;PSCs的光電轉換效率(PCE)約為(wei) 17%。有人用磺化丙酮甲醛(SAF)代替PSS與(yu) PEDOT在倒置PSCs中複合，有效提高了PSCs的使用壽命。同時，還選擇氧化石墨烯(GO)作為(wei) PSCs的HTM。還有人製備了厚度為(wei) 2 nm的氧化石墨烯薄膜作為(wei) HTL，其PCE達到12.40%。
在本工作中，通過PEDOT與(yu) GO複合得到了無害的HTL。PEDOT通過π -π疊加和氫鍵相互作用與(yu) 氧化石墨烯薄片相互作用，行成共軛體(ti) 係。此外，GO作為(wei) 一種優(you) 良的載體(ti) ，使PEDOT在異丙醇溶液中分散，並且對 鈣鈦礦層無害。以PEDOT-GO薄膜為(wei) HTL，基於(yu) 碳對電極可實現PCE高達14.09%且穩定性良好的PSC。
拉曼使用目的： 和XRD，傅裏葉紅外配合確認GO的成分和結構。
圖1：（A）PEDOT和PEDOT-GO中的GO的XRD圖 （B）PEDOT和PEDOT-GO中的GO的FTIR光譜圖 （C）PEDOT和PEDOT-GO中的GO的拉曼譜圖
圖1A-C分別對應XRD、FT-IR和Raman分析，探討製備材料的結構性質。圖A中所示，在（GO）曲線中有一個(ge) 10.65°位中心的強烈且尖銳的峰，對應於(yu) 氧化石墨烯納米片的（001）晶體(ti) 表麵。純PEDOT的模式在25.82°區域有一個(ge) 寬峰，與(yu) PEDOT的聚合物鏈結構相對於(yu) 。然而，這兩(liang) 個(ge) 峰在複合樣品中都沒有出現，這事由於(yu) 共軛作用和PEDOT在氧化石墨烯薄片上的包覆效應的影響，表明原位聚合改變了聚合物鏈的生長狀態。
在圖1b中，PEDOT曲線顯示24525px−1和836 cm−1處的兩(liang) 份峰是對噻吩環的C-S-C鍵拉伸的響應。在29975px−1處檢測到C-O-C鍵的拉伸振動。1338 cm−1處的峰是由噻吩環中的C=C和C - C引起的，表明PEDOT成功合成。結合三條曲線，GO和PEDOT的特征峰都反映在PEDOT-GO中。PEDOT曲線上位於(yu) 1199 cm−1和1338 cm−1的兩(liang) 個(ge) 峰向PEDOT- go曲線上的1214 cm−1和1401 cm−1傾(qing) 斜。這種紅移現象是由於(yu) GO和PEDOT之間的π -π堆疊相互作用。
在拉曼光譜中，紅色曲線中的 441 cm−1、1434 cm−1和1505 cm−1三個(ge) 特征峰表明PEDOT成功合成。1343 cm−1和1590 cm−1的特征峰（黑色曲線）分別對應SP2雜化碳原子的呼吸振動峰和碳環中SP2雜化原子的對稱拉伸運動峰，即GO的特征峰（D和G）。同時，PEDOT在1434cm−1處(紅色曲線)的特征峰分配給Cα = Cβ對稱拉伸振動，PEDOT- Go樣品的拉曼光譜移動到1427 cm−1處(圖1C)。這種紅移現象表明，PEDOT聚合物轉變為(wei) 類醌形式，從(cong) 而使電導率增加。在PEDOT-GO的曲線上反應了GO和PEDOT的特征峰，證實了PEDOT-GO納米複合材料的原位聚合。
本文章主要講述的是一種PEDOT-GO複合薄膜作為(wei) PSCs的空穴傳(chuan) 輸層的成功製備方法。功能薄膜顯著抑製了空穴與(yu) 電子的複合，提高了電流密度，zui終提高了PCE。當質量比為(wei) 0.75時，PCE可達14.09%，比無HTL樣品的PCE高26%，混有Spiro-OMeTAD器件的PCE也有類似的結果。與(yu) Spiro-OMeTAD、PTAA、P3HT等傳(chuan) 統空穴運輸材料相比，成本更低，更適合大規模的国产成人在线观看免费网站。拉曼主要的作用證實PEDOT-GO納米複合材料的原位聚合。
湖北大學李矜教授簡介：副教授，碩士生導師，2018年畢業(ye) 於(yu) 華中科技大學，研究工作主要圍繞固體(ti) 氧化物燃料電池/電解池技術、表/界麵修飾、電催化開展，任Journal of The Electrochemical Society, Sensors and Actuators B: Chemical等國際期刊審稿人，guo家自然科學基金評審專(zhuan) 家。主持guo家自然科學基金青年基金與(yu) 校企合作橫向項目，相關(guan) 研究成果發表在Chemical Engineering Journal, Journal of Materials Chemistry A, Composites Part B: Engineering等國際期刊，一作及通訊作者論文共15篇。
文章信息：該成果以“Composited Film of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Graphene Oxide as Hole Transport Layer in Perovskite Solar Cells”為(wei) 題發表在知名期刊Journal of The Polymers 上，湖北大學李矜教授為(wei) 通訊作者。
本研究采用的是Nanobase的XperRam Compact共聚焦顯微拉曼光譜儀(yi) 係統。
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