A Hybrid Hole Transport Layer for Perovskite-Based Solar Cells
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents the effect of a composite poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate PEDOT:PSS and copper-doped nickel oxide (Cu:NiOx) hole transport layer (HTL) on the performance of perovskite solar cells (PSCs). Thin films of Cu:NiOx were spin-coated onto fluorine-doped tin oxide (FTO) glass substrates using a blend of nickel acetate tetrahydrate, 2-methoxyethanol and monoethanolamine (MEA) and copper acetate monohydrate. The prepared solution was stirred at 65 °C for 4 h and spin-coated onto the FTO substrates at 3000 rpm for 30 s in a nitrogen glovebox. The Cu:NiOx/FTO/glass structure was then annealed in air at 400 °C for 30 min. A mixture of PEDOT:PSS and isopropyl alcohol (IPA) (in 1:0.05 wt%) was spun onto the Cu:NiOx/FTO/glass substrate at 4000 rpm for 60 s. The multilayer structure was annealed at 130 °C for 15 min. Subsequently, the perovskite precursor (0.95 M) of methylammonium iodide (MAI) to lead acetate trihydrate (Pb(OAc)2·3H2O) was spin-coated at 4000 rpm for 200 s and thermally annealed at 80 °C for 12 min. The inverted planar perovskite solar cells were then fabricated by the deposition of a photoactive layer (CH3NH3PbI3), [6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester (PCBM), and a Ag electrode. The mechanical behavior of the device during the fabrication of the Cu:NiOx HTL was modeled with finite element simulations using Abaqus/Complete Abaqus Environment CAE. The results show that incorporating Cu:NiOx into the PSC device improves its density–voltage (J–V) behavior, giving an enhanced photoconversion efficiency (PCE) of ~12.8% from ~9.8% and ~11.5% when PEDOT:PSS-only and Cu:NiOx-only are fabricated, respectively. The short circuit current density Jsc for the 0.1 M Cu:NiOx and 0.2 M Cu:NiOx-based devices increased by 18% and 9%, respectively, due to the increase in the electrical conductivity of the Cu:NiOx which provides room for more charges to be extracted out of the absorber layer. The increases in the PCEs were due to the copper-doped nickel oxide blend with the PEDOT:PSS which enhanced the exciton density and charge transport efficiency leading to higher electrical conductivity. The results indicate that the devices with the copper-doped nickel oxide hole transport layer (HTL) are slower to degrade compared with the PEDOT:PSS-only-based HTL. The finite element analyses show that the Cu:NiOx layer would not extensively deform the device, leading to improved stability and enhanced performance. The implications of the results are discussed for the design of low-temperature solution-processed PSCs with copper-doped nickel oxide composite HTLs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».