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J-GLOBAL ID：202202219876244604   整理番号：22A1161585

平面ペロブスカイト太陽電池の性能向上と大気安定性のためのElectron輸送層としての低温マイクロ波処理TiO_2【JST・京大機械翻訳】

Low-Temperature Microwave Processed TiO₂ as an Electron Transport Layer for Enhanced Performance and Atmospheric Stability in Planar Perovskite Solar Cells

著者 (14件)： Ranjan Sudhir (Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Ranjan Rahul (Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Tyagi Ankit (Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Jammu, India) ,  Rana Kewal Singh (School of Basic Sciences Indian Institute of Technology Mandi, India) ,  Soni Ajay (School of Basic Sciences Indian Institute of Technology Mandi, India) ,  Kodali Hari Krishna (Siemens Digital Industries Software, New Hampshire, United States) ,  Dalal Vikram (Microelectronics Research Center, Department of Electrical and Computer Engineering, Iowa State University, Iowa, United States) ,  Singh Anand (Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Singh Anand (Department of Sustainable Energy Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Garg Ashish (Department of Sustainable Energy Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Nalwa Kanwar Singh (Department of Sustainable Energy Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Gupta Raju Kumar (Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Gupta Raju Kumar (Department of Sustainable Energy Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, India) ,  Gupta Raju Kumar (Centre for Environmental Science and Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, Uttar Pradesh, India)
資料名： ACS Applied Energy Materials  (ACS Applied Energy Materials)
巻： 5  号： 3  ページ： 2679-2696  発行年： 2022年 
JST資料番号： W5032A  ISSN： 2574-0962  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 電子輸送層(ETL)としてTiO_2を用いた低温(~150°C)溶液処理平面ペロブスカイト太陽電池(PSC)は,簡単な製作方法論と高分子基板とペロブスカイト系タンデムデバイスとの両立性を提供する。しかし,低温TiO_2表面上の非晶質の性質とトラップ状態の存在は効果的なキャリア輸送を妨げる。さらに,ETL上のペロブスカイト結晶化は格子歪を発達させ,望ましくない欠陥中心を生成する。ここでは,低温マイクロ波処理コンパクトTiO_2(MW-TiO_2)膜を報告し,MW-TiO_2/ペロブスカイト界面での強化されたビルトイン電位(V_bi)により,より低い表面酸素空孔欠陥と向上した導電性を有し,効率的な電子抽出を促進する。欠陥の少ないMW-TiO_2表面上のMAPbI_3結晶の抑制された不均一核形成は界面歪を緩和し,それによって,より大きな結晶粒を有するより多くのn型特性を有する歪緩和,高品質ペロブスカイト膜の成長のための優れたテンプレートとなり,界面/表面およびバルクトラップ密度を抑制した。さらに,MW-TiO_2は,減少した歪みにより界面エネルギー無秩序とUrbachエネルギーを緩和し,それによって,MW-TiO_2,より低い界面電荷移動抵抗,および高品質ペロブスカイト膜の改善された光電子特性は,HT-TiO_2ベースデバイス上で,それぞれ,6.82と9.37%だけ,短絡電流密度(J_sc)とフィルファクタ(FF)を,同時に改善した。高温(500°C)アニールTiO_2ベースMAPbI_3平面PSCと比較して,MW-TiO_2ベースデバイスは22%の実質的な性能増強を示し,約18%の最良の効率および優れた大気安定性(25°C,55%相対湿度)を示し,一方,2500時間後に初期値の80%を維持した。実験結果は,トラップ支援界面とバルク再結合を説明するモデルによるデバイスシミュレーション研究により検証した。最後に,MW処理フレキシブルデバイスは1000回の曲げサイクル後に初期電力変換効率(PCE)の80%以上を維持し,優れた機械的ロバスト性を示した。これらの結果は,低温PSCにおける改良性能,柔軟性および安定性のレンダリングにおけるMW-TiO_2の重要な役割を明らかにした。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 界面 ,  結晶化 ,  再結合 ,  焼なまし ,  *太陽電池 ,  *低温 ,  表面エネルギー ,  輸送現象 ,  非晶質 ,  結晶粒 ,  導電性
準シソーラス用語： キャリア輸送 ,  フィルファクタ ,  デバイスシミュレーション ,  電力変換効率 ,  フレキシブルデバイス ,  *ペロブスカイト太陽電池 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： ペロブスカイト太陽電池 ,  低温 ,  マイクロ波処理 ,  TiO_2 ,  電子輸送層 ,  劣化 ,  歪

分類 (1件)： 太陽電池  (NC03084O)

タイトルに関連する用語 (6件)： ペロブスカイト太陽電池 ,  性能向上 ,  大気安定性 ,  輸送 ,  低温 ,  マイクロ波処理