Abstract Asthe electron transport layer (ETL) has a pivotal role in extracting and transporting the photogenerated electrons leading to lesser recombination of charge carriers in perovskite solar cells (PSCs), we reported on the modification of structural, optoelectronic and optical characteristics of ETL of PSCs. ETL (titanium dioxide, (TiO2)) modified by incorporation of metal ion dopants magnesium, zinc, and silver named Mg–TiO2, Zn–TiO2, Ag–TiO2 respectively revealed fascinating characteristics in terms of electron injection, porosity, diffusion length, and nonlinear optical properties. The decrease in bandgap Ag–TiO2 Zn–TiO2>Mg–TiO2>TiO2 which suggested the easy infiltration of the perovskite active layer into ETL and lead to enhanced absorption of the incident light. Optoelectronic characterization by steady-state photocarrier grating technique gave an increase in minority charge carriers diffusion length Ag–TiO2 (99 nm) > Zn–TiO2 (70 nm) >Mg–TiO2 (67 nm) > TiO2 (61 nm). Nonlinear susceptibility of third-order (χ (3)) obtained by the z-scan technique is of the same order for TiO2, Mg–TiO2, Zn–TiO2 whereas it decreases for Ag–TiO2. With the help of obtained experimental results, the authors concluded that Ag–TiO2 is the promising ETL among the introduced materials followed by Zn–TiO2, Mg–TiO2, and TiO2.

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Mg、Zn和Ag掺杂剂对作为光伏应用介孔ETL的二氧化钛性能影响的比较研究

摘要 由于电子传输层 (ETL) 在提取和传输光生电子方面起着关键作用，导致钙钛矿太阳能电池 (PSC) 中电荷载流子的复合较少，因此我们报道了 PSC 的 ETL 结构、光电和光学特性的改变。 . 通过掺入金属离子掺杂剂镁、锌和银改性的 ETL（二氧化钛，（TiO2））分别命名为 Mg-TiO2、Zn-TiO2、Ag-TiO2，在电子注入、孔隙率、扩散长度和非线性光学特性。Ag-TiO2 Zn-TiO2>Mg-TiO2>TiO2 带隙的减小表明钙钛矿活性层容易渗透到 ETL 中并导致入射光的吸收增强。稳态光载流子光栅技术的光电特性增加了少数载流子扩散长度 Ag-TiO2 (99 nm) > Zn-TiO2 (70 nm) > Mg-TiO2 (67 nm) > TiO2 (61 nm)。通过 z 扫描技术获得的三阶非线性磁化率 (χ (3)) 与 TiO2、Mg-TiO2、Zn-TiO2 具有相同的数量级，而对于 Ag-TiO2 则降低。在获得的实验结果的帮助下，作者得出结论，在引入的材料中，Ag-TiO2 是有前景的 ETL，其次是 Zn-TiO2、Mg-TiO2 和 TiO2。Zn-TiO2 而减少 Ag-TiO2。在获得的实验结果的帮助下，作者得出结论，在引入的材料中，Ag-TiO2 是有前景的 ETL，其次是 Zn-TiO2、Mg-TiO2 和 TiO2。Zn-TiO2 而减少 Ag-TiO2。在获得的实验结果的帮助下，作者得出结论，在引入的材料中，Ag-TiO2 是有前景的 ETL，其次是 Zn-TiO2、Mg-TiO2 和 TiO2。