目前,電子傳輸層主要采用的材料是SnO2,而在少數(shù)情況下也會使用其它材料,如TiO2等。2015年,Correa Baena團(tuán)隊首次使用ALD沉積SnO2,加工溫度為118℃。(Energy & Environmental Science 2015, 8: 2928-2934) 此后Lv團(tuán)隊設(shè)計了一種可低溫應(yīng)用的ALD技術(shù),制備了無針孔的TiO2作為ETL,電池效率可達(dá)18.3%。(Energy & Environmental Science 2020, 13: 1997–2023)。
由于沉積溫度的限制,ALD制備SnO2使用的前驅(qū)體目前大都是四二甲氨基錫(TDMASn),其沉積溫度可以低至80 ℃,并且表現(xiàn)出優(yōu)異的電子傳輸性能和能級對準(zhǔn)。南京大學(xué)譚海仁課題組設(shè)計了高效穩(wěn)定的全鈣鈦礦疊層電池結(jié)構(gòu),用ALD生長了致密的SnO2層,有效提高了疊層電池的穩(wěn)定性。其制備的高效大面積全鈣鈦礦疊層PSC效率達(dá)到24.7%(如圖3所示)。為了證明該設(shè)計可實現(xiàn)大面積的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,還制備了單個電池面積達(dá)12cm2的疊層電池,器件轉(zhuǎn)換效率高達(dá)21.4%(如圖3i所示),展示了該疊層器件結(jié)構(gòu)和ALD制備技術(shù)具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。(Nat. Energy 2019, 4, 864–873)
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