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Cu12Sb4S13 Quantum Dots with Ligand Exchange as Hole Transport Materials in All-Inorganic Perovskite CsPbI3 Quantum Dot Solar Cells
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-03-27 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsaem.0c00061 Yueli Liu 1 , Xizhu Zhao 1 , Zifan Yang 1 , Qitao Li 1 , Wei Wei 1 , Bin Hu 2 , Wen Chen 1
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-03-27 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsaem.0c00061 Yueli Liu 1 , Xizhu Zhao 1 , Zifan Yang 1 , Qitao Li 1 , Wei Wei 1 , Bin Hu 2 , Wen Chen 1
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Perovskite solar cells (PSCs) have developed rapidly in the past 10 years. However, they are faced with a huge challenge for stability improvement because of the volatile organic components in the light absorption and hole transporting layer. Herein, we fabricate all-inorganic PSCs with the structure of FTO/c-TiO2/m-TiO2/CsPbI3 quantum dots (QDs)/Cu12Sb4S13 QDs/Au to improve device stability. To enhance the photovoltaic performance of PSCs, the surface oleylamine ligands of Cu12Sb4S13 QDs with 3-mercaptopropionic acid are exchanged, as the enhanced electronic coupling and reduced band gap are realized after the ligands exchange. Cu12Sb4S13 QD based PSCs exhibit a PCE of 10.02%, approaching that of the spiro-MeOTAD based PSCs (12.14%). A high short-circuit current density of 18.28 mA cm–2 is achieved because of the enhanced light absorption and excellent hole extraction ability of Cu12Sb4S13 QDs. Moreover, Cu12Sb4S13 QD based PSCs exhibit the improved long-term stability and retain 94% of their initial PCE after storage in ambient air for 360 h.
中文翻译：
配体交换的Cu 12 Sb 4 S 13量子点作为全无机钙钛矿CsPbI 3量子点太阳能电池中的空穴传输材料
钙钛矿太阳能电池（PSC）在过去10年中发展迅速。然而，由于光吸收和空穴传输层中的挥发性有机组分，它们面临提高稳定性的巨大挑战。在这里，我们制造了具有FTO / c-TiO 2 / m-TiO 2 / CsPbI 3量子点（QDs）/ Cu 12 Sb 4 S 13 QDs / Au结构的全无机PSC，以提高器件稳定性。为了增强PSC的光伏性能，Cu 12 Sb 4 S 13的表面油胺配体交换具有3-巯基丙酸的量子点，因为在配体交换后实现了增强的电子耦合和减小的带隙。基于Cu 12 Sb 4 S 13 QD的PSC的PCE为10.02％，接近基于spiro-MeOTAD的PSC的PCE（12.14％）。由于Cu 12 Sb 4 S 13 QD的增强的光吸收和出色的空穴提取能力，因此可实现18.28 mA cm –2的高短路电流密度。此外，基于Cu 12 Sb 4 S 13 QD的PSC表现出改善的长期稳定性，并且在环境空气中存储360小时后仍保留其94％的初始PCE。
更新日期：2020-03-27
中文翻译：
配体交换的Cu 12 Sb 4 S 13量子点作为全无机钙钛矿CsPbI 3量子点太阳能电池中的空穴传输材料
钙钛矿太阳能电池（PSC）在过去10年中发展迅速。然而，由于光吸收和空穴传输层中的挥发性有机组分，它们面临提高稳定性的巨大挑战。在这里，我们制造了具有FTO / c-TiO 2 / m-TiO 2 / CsPbI 3量子点（QDs）/ Cu 12 Sb 4 S 13 QDs / Au结构的全无机PSC，以提高器件稳定性。为了增强PSC的光伏性能，Cu 12 Sb 4 S 13的表面油胺配体交换具有3-巯基丙酸的量子点，因为在配体交换后实现了增强的电子耦合和减小的带隙。基于Cu 12 Sb 4 S 13 QD的PSC的PCE为10.02％，接近基于spiro-MeOTAD的PSC的PCE（12.14％）。由于Cu 12 Sb 4 S 13 QD的增强的光吸收和出色的空穴提取能力，因此可实现18.28 mA cm –2的高短路电流密度。此外，基于Cu 12 Sb 4 S 13 QD的PSC表现出改善的长期稳定性，并且在环境空气中存储360小时后仍保留其94％的初始PCE。
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