Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2019

03.11.2018

Highly efficient inverted planar perovskite solar cells from TiO2 nanoparticles modified interfaces between NiO hole transport layers and conductive glasses

verfasst von: Kaiming Deng, Jie Tang, Zhang Lan

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 1/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

It has been demonstrated that the interfaces in perovskite solar cells (PSCs) have significant influence on photovoltaic performance of PSCs. So interface engineering is very important for achieving high power conversion efficiency (PCE). However, an important interface of fluorine-doped tin oxide conductive glass (FTO)/hole transport layer (HTL) in the inverted planar PSCs is customarily missed. Here, we verify that through modification of the interface between FTO and NiO HTL with ultra-small TiO2 nanocrystals (NCs), the PCE of inverted planar PSCs can be obviously enhanced from the original 15.23% to the highest value of 16.21%. The optical transmittance spectra show that the TiO2 NCs modification has little influence on the transparency of the substrates. The PL and TRPL data reveal clearly enhanced hole-extracting speed owing to the improve coverage and quality of the NiO HTLs on TiO2 NCs-modified FTOs. These features are important reasons for the improved photovoltaic performance of the corresponding devices. This work highlights an effective way for enhancing photovoltaic performance of the inverted planar PSCs through modifying the interfaces between the transparent conductive substrates and the HTLs.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 131, 6050 (2009)CrossRef A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 131, 6050 (2009)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat H.S. Kim, C.R. Lee, J.H. Im, K.B. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S.J. Moon, R. Humphry-Baker, J.H. Yum, J.E. Moser, M. Gratzel, N.G. Park, Sci. Rep. 2, 591 (2012)CrossRef H.S. Kim, C.R. Lee, J.H. Im, K.B. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S.J. Moon, R. Humphry-Baker, J.H. Yum, J.E. Moser, M. Gratzel, N.G. Park, Sci. Rep. 2, 591 (2012)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat W.S. Yang, B.W. Park, E.H. Jung, N.J. Jeon, Y.C. Kim, D.U. Lee, S.S. Shin, J. Seo, E.K. Kim, J.H. Noh, S. I. Seok, Science 356, 1376 (2017)CrossRef W.S. Yang, B.W. Park, E.H. Jung, N.J. Jeon, Y.C. Kim, D.U. Lee, S.S. Shin, J. Seo, E.K. Kim, J.H. Noh, S. I. Seok, Science 356, 1376 (2017)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S. Weber, T. Rath, J. Mangalam, B. Kunert, A.M. Coclite, M. Bauch, T. Dimopoulos, G. Trimmel, J. Mater. Sci. 29, 1847 (2018) S. Weber, T. Rath, J. Mangalam, B. Kunert, A.M. Coclite, M. Bauch, T. Dimopoulos, G. Trimmel, J. Mater. Sci. 29, 1847 (2018)
5.
Zurück zum Zitat D.L. Shen, A.Y. Pang, Y.F. Li, J. Dou, M.D. Wei, Chem. Commun. 54, 1253 (2018)CrossRef D.L. Shen, A.Y. Pang, Y.F. Li, J. Dou, M.D. Wei, Chem. Commun. 54, 1253 (2018)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat S.D. Stranks, G.E. Eperon, G. Grancini, C. Menelaou, M.J.P. Alcocer, T. Leijtens, L.M. Herz, A. Petrozza, H.J. Snaith, Science 342, 341 (2013)CrossRef S.D. Stranks, G.E. Eperon, G. Grancini, C. Menelaou, M.J.P. Alcocer, T. Leijtens, L.M. Herz, A. Petrozza, H.J. Snaith, Science 342, 341 (2013)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat G.C. Xing, N. Mathews, S.Y. Sun, S.S. Lim, Y.M. Lam, M. Gratzel, S. Mhaisalkar, T.C. Sum, Science 342, 344 (2013)CrossRef G.C. Xing, N. Mathews, S.Y. Sun, S.S. Lim, Y.M. Lam, M. Gratzel, S. Mhaisalkar, T.C. Sum, Science 342, 344 (2013)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Z.L. Zhu, Y. Bai, T. Zhang, Z.K. Liu, X. Long, Z.H. Wei, Z.L. Wang, L.X. Zhang, J.N. Wang, F. Yan, S.H. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 53, 12571 (2014) Z.L. Zhu, Y. Bai, T. Zhang, Z.K. Liu, X. Long, Z.H. Wei, Z.L. Wang, L.X. Zhang, J.N. Wang, F. Yan, S.H. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 53, 12571 (2014)
11.
Zurück zum Zitat S.Y. Ye, W.H. Sun, Y.L. Li, W.B. Yan, H.T. Peng, Z.Q. Bian, Z.W. Liu, C.H. Huang, Nano Lett. 15, 3723 (2015)CrossRef S.Y. Ye, W.H. Sun, Y.L. Li, W.B. Yan, H.T. Peng, Z.Q. Bian, Z.W. Liu, C.H. Huang, Nano Lett. 15, 3723 (2015)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat T.H. Chowdhury, R. Kaneko, M.E. Kayesh, M. Akhtaruzzaman, K.B. Sopian, J.J. Lee, A. Islam, Mater. Lett. 223, 109 (2018)CrossRef T.H. Chowdhury, R. Kaneko, M.E. Kayesh, M. Akhtaruzzaman, K.B. Sopian, J.J. Lee, A. Islam, Mater. Lett. 223, 109 (2018)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat H.P. Zhou, Q. Chen, G. Li, S. Luo, T.B. Song, H.S. Duan, Z.R. Hong, J.B. You, Y.S. Liu, Y. Yang, Science 345, 542 (2014)CrossRef H.P. Zhou, Q. Chen, G. Li, S. Luo, T.B. Song, H.S. Duan, Z.R. Hong, J.B. You, Y.S. Liu, Y. Yang, Science 345, 542 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat L. Lei, S.D. Zhang, S.W. Yang, X.M. Li, Y. Yu, Q.Z. Wei, Z.C. Ni, M. Li, Nanotechnology 29, 255201 (2018)CrossRef L. Lei, S.D. Zhang, S.W. Yang, X.M. Li, Y. Yu, Q.Z. Wei, Z.C. Ni, M. Li, Nanotechnology 29, 255201 (2018)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat C. Liu, Y. Yang, Y. Ding, J. Xu, X.L. Liu, B. Zhang, J.X. Yao, T. Hayat, A. Alsaedi, S.Y. Dai, ChemSusChem 11, 1232 (2018)CrossRef C. Liu, Y. Yang, Y. Ding, J. Xu, X.L. Liu, B. Zhang, J.X. Yao, T. Hayat, A. Alsaedi, S.Y. Dai, ChemSusChem 11, 1232 (2018)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat N. Arora, M.I. Dar, A. Hinderhofer, N. Pellet, F. Schreiber, S.M. Zakeeruddin, M. Gratzel, Science 358, 6364 (2017)CrossRef N. Arora, M.I. Dar, A. Hinderhofer, N. Pellet, F. Schreiber, S.M. Zakeeruddin, M. Gratzel, Science 358, 6364 (2017)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat L. Zhang, F.X. Yu, L.H. Chen, J.F. Li, Appl. Surf. Sci. 443, 176 (2018)CrossRef L. Zhang, F.X. Yu, L.H. Chen, J.F. Li, Appl. Surf. Sci. 443, 176 (2018)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat J. Cao, B.H. Wu, R.H. Chen, Y.Y.Q. Wu, Y. Hui, B.W. Mao, N.F. Zheng, Adv. Mater. 30, 1705596 (2018)CrossRef J. Cao, B.H. Wu, R.H. Chen, Y.Y.Q. Wu, Y. Hui, B.W. Mao, N.F. Zheng, Adv. Mater. 30, 1705596 (2018)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat W.Z. Li, C.L. Zhang, Y.P. Ma, C. Liu, J.D. Fan, Y.H. Mai, R.E.I. Schropp, Energy Environ. Sci. 11, 286 (2018)CrossRef W.Z. Li, C.L. Zhang, Y.P. Ma, C. Liu, J.D. Fan, Y.H. Mai, R.E.I. Schropp, Energy Environ. Sci. 11, 286 (2018)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat F. Zhang, J. Song, R. Hu, Y.R. Xiang, J.J. He, Y.Y. Hao, J.R. Lian, B. Zhang, P.J. Zeng, J.L. Qu, Small 14, 1704007 (2018)CrossRef F. Zhang, J. Song, R. Hu, Y.R. Xiang, J.J. He, Y.Y. Hao, J.R. Lian, B. Zhang, P.J. Zeng, J.L. Qu, Small 14, 1704007 (2018)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat J. Ma, G. Yang, M. Qin, X. Zheng, H. Lei, C. Chen, Z. Chen, Y. Guo, H. Han, X. Zhao, G. Fang, Adv. Sci. 4, 1700031 (2017)CrossRef J. Ma, G. Yang, M. Qin, X. Zheng, H. Lei, C. Chen, Z. Chen, Y. Guo, H. Han, X. Zhao, G. Fang, Adv. Sci. 4, 1700031 (2017)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat L.F. Que, Z. Lan, W.X. Wu, J.H. Wu, J.M. Lin, M.L. Huang, J. Power Sour. 268, 670 (2014)CrossRef L.F. Que, Z. Lan, W.X. Wu, J.H. Wu, J.M. Lin, M.L. Huang, J. Power Sour. 268, 670 (2014)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J. Tang, D. Jiao, L. Zhang, X.Z. Zhang, X.X. Xu, C. Yao, J.H. Wu, Z. Lan, Sol. Energy 161, 100 (2018)CrossRef J. Tang, D. Jiao, L. Zhang, X.Z. Zhang, X.X. Xu, C. Yao, J.H. Wu, Z. Lan, Sol. Energy 161, 100 (2018)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat N. Ahn, D.Y. Son, I.H. Jang, S.M. Kang, M. Choi, N.G. Park, J. Am. Chem. Soc. 137, 8696 (2015)CrossRef N. Ahn, D.Y. Son, I.H. Jang, S.M. Kang, M. Choi, N.G. Park, J. Am. Chem. Soc. 137, 8696 (2015)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat J.H. Park, J. Seo, S. Park, S.S. Shin, Y.C. Kim, N.J. Jeon, H.W. Shin, T.K. Ahn, J.H. Noh, S.C. Yoon, C.S. Hwang, S.I. Seok, Adv. Mater. 27, 4013 (2015)CrossRef J.H. Park, J. Seo, S. Park, S.S. Shin, Y.C. Kim, N.J. Jeon, H.W. Shin, T.K. Ahn, J.H. Noh, S.C. Yoon, C.S. Hwang, S.I. Seok, Adv. Mater. 27, 4013 (2015)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat W. Chen, Y.Z. Wu, Y.F. Yue, J. Liu, W.J. Zhang, X.D. Yang, H. Chen, E.B. Bi, I. Ashraful, M. Gratzel, L.Y. Han, Science 350, 944 (2015)CrossRef W. Chen, Y.Z. Wu, Y.F. Yue, J. Liu, W.J. Zhang, X.D. Yang, H. Chen, E.B. Bi, I. Ashraful, M. Gratzel, L.Y. Han, Science 350, 944 (2015)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat K. Wang, Y.T. Shi, B. Li, L. Zhao, W. Wang, X.Y. Wang, X.G. Bai, S.F. Wang, C. Hao, T.L. Ma, Adv. Mater. 28, 1891 (2016)CrossRef K. Wang, Y.T. Shi, B. Li, L. Zhao, W. Wang, X.Y. Wang, X.G. Bai, S.F. Wang, C. Hao, T.L. Ma, Adv. Mater. 28, 1891 (2016)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat D. Zhong, B. Cai, X.L. Wang, Z. Yang, Y.D. Xing, S. Miao, W.H. Zhang, C. Li, Nano Energy 11, 409 (2015)CrossRef D. Zhong, B. Cai, X.L. Wang, Z. Yang, Y.D. Xing, S. Miao, W.H. Zhang, C. Li, Nano Energy 11, 409 (2015)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat J.X. Jiang, Q. Wang, Z.W. Jin, X.S. Zhang, J. Lei, H.J. Bin, Z.G. Zhang, Y.F. Li, S.Z. Liu, Adv. Energy Mater. 8, 1701757 (2018)CrossRef J.X. Jiang, Q. Wang, Z.W. Jin, X.S. Zhang, J. Lei, H.J. Bin, Z.G. Zhang, Y.F. Li, S.Z. Liu, Adv. Energy Mater. 8, 1701757 (2018)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat D.Q. Bi, C.Y. Yi, J.S. Luo, J.D. Decoppet, F. Zhang, S.M. Zakeeruddin, X. Li, A. Hagfeldt, M. Gratzel, Nat. Energy 1, 16142 (2016)CrossRef D.Q. Bi, C.Y. Yi, J.S. Luo, J.D. Decoppet, F. Zhang, S.M. Zakeeruddin, X. Li, A. Hagfeldt, M. Gratzel, Nat. Energy 1, 16142 (2016)CrossRef
31.
32.
Zurück zum Zitat L. Zhang, X.Z. Zhang, X.X. Xu, J. Tang, J.H. Wu, Z. Lan, Energy Technol. 5, 1887 (2017)CrossRef L. Zhang, X.Z. Zhang, X.X. Xu, J. Tang, J.H. Wu, Z. Lan, Energy Technol. 5, 1887 (2017)CrossRef
Metadaten
Titel
Highly efficient inverted planar perovskite solar cells from TiO2 nanoparticles modified interfaces between NiO hole transport layers and conductive glasses
verfasst von
Kaiming Deng
Jie Tang
Zhang Lan
Publikationsdatum
03.11.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 1/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-0319-z

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2019 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt