Améliorer l'extraction des électrons photogénérés avec des nanocolloïdes de SnO2 pour des cellules solaires en pérovskite planes efficaces

Une grande attention a été portée à la conversion efficace et économique de l'énergie solaire des cellules solaires en pérovskite trihalogénée (PSC) ces cinq dernières années. Parmi les dispositifs PSC, il est vrai que TiO2 est la couche de transport d'électrons (ETL) la plus largement utilisée ; cependant, sa faible mobilité, qui est même inférieure à celle de CH3NH3PbI3, en fait un matériau non idéal. En principe, le SnO2 avec une mobilité électronique plus élevée peut être considéré comme une alternative positive. Dans cette étude, un sol de nanocolloïdes de SnO2 d'environ 3 nm de taille synthétisé à 60 °C a été spin-coaté sur du verre en oxyde d'étain dopé au fluor (FTO) comme ETL des cellules solaires en pérovskite CH3NH3PbI3 planes. Un traitement au TiCl4 du FTO recouvert de SnO2 améliore la cristallisation et augmente la couverture de surface des pérovskites, ce qui joue un rôle essentiel dans l'amélioration de l'efficacité de conversion de puissance (PCE). Dans ce rapport, une efficacité champion de 14,69 % (Jsc = 21,19 mA cm−2, Voc = 1023 mV et FF = 0,678) est obtenue avec un masque métallique sous une illumination à un soleil (AM 1.5G, 100 mW cm−2). Par rapport à l'habituel TiO2, l'ETL SnO2 facilite efficacement la séparation et le transport des électrons/trous photogénérés à partir de l'absorbeur en pérovskite, ce qui entraîne une amélioration significative du photocourant et de la PCE.