Carbon Quantum Dots/TiOx Electron Transport Layer Boosts Efficiency of Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells to 19%

Nano Letters

Volumn 17, Issue 4, 2017, Pages 2328-2335

  Li, Hao ^a   Shi, Weina ^a   Huang, Wenchao ^b   Yao, En Ping ^b,d   Han, Junbo ^c   Chen, Zhifan ^a   Liu, Shuangshuang ^a   Shen, Yan ^a   Wang, Mingkui ^a   Yang, Yang ^b  

^a HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^b Engineering IV   (United States)

^c HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^d NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY   (Taiwan)

Author keywords

electron transport; heterojunction; Perovskite; quantum dots; solar cell

Indexed keywords

ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; ELECTRONS; EXTRACTION; HETEROJUNCTIONS; NANOCRYSTALS; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; PEROVSKITE; QUANTUM CHEMISTRY; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SOLAR CELLS; TITANIUM DIOXIDE; ULTRAVIOLET PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CARBON QUANTUM DOTS; ELECTRON EXTRACTION; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRON TRANSPORT LAYERS; ELECTRONIC COUPLING; IMPEDANCE SPECTROSCOPY; SPECTROSCOPIC CHARACTERIZATION; VISIBLE SPECTRAL RANGE;

PEROVSKITE SOLAR CELLS;

EID: 85017547597     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b05177     Document Type: Article

References (42)

1. Kojima, A.; Teshima, K.; Shirai, Y.; Miyasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050-6051 10.1021/ja809598r
2. Xing, G.; Mathews, N.; Sun, S.; Lim, S. S.; Lam, Y. M.; Grätzel, M.; Mhaisalkar, S.; Sum, T. C. Science 2013, 342, 344-347 10.1126/science.1243167
3. Lee, M. M.; Teuscher, J.; Miyasaka, T.; Murakami, T. N.; Snaith, H. J. Science 2012, 338, 643-647 10.1126/science.1228604
4. Burschka, J.; Pellet, N.; Moon, S. J.; Humphry-Baker, R.; Gao, P.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. Nature 2013, 499, 316-319 10.1038/nature12340
5. Xiao, Z.; Bi, C.; Shao, Y.; Dong, Q.; Wang, Q.; Yuan, Y.; Wang, C.; Gao, Y.; Huang, J. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2619-2623 10.1039/C4EE01138D
6. Chen, Q.; Zhou, H.; Hong, Z.; Luo, S.; Duan, H.; Wang, H.; Liu, Y.; Li, G.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 622-625 10.1021/ja411509g
7. Sutherland, B.; Hoogland, S.; Adachi, M.; Kanjanaboos, P.; Wong, C.; McDowell, J.; Xu, J.; Voznyy, O.; Ning, Z.; Houtepen, A.; Sargent, E. Adv. Mater. 2015, 27, 53-58 10.1002/adma.201403965
8. Jeon, N.; Noh, J.; Yang, W.; Kim, Y.; Ryu, S.; Seo, J.; Seok, S., II. Nature 2015, 517, 476-480 10.1038/nature14133
9. Zhou, H.; Chen, Q.; Li, G.; Luo, S.; Song, T.; Duan, H.; Hong, Z.; You, J.; Liu, Y.; Yang, Y. Science 2014, 345, 542-546 10.1126/science.1254050
10. NREL Efficiency Chart. http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency-chart.jpg (accessed April 19, 2016).
11. Xing, G.; Wu, B.; Chen, S.; Chua, J.; Yantara, N.; Mhaisalkar, S.; Mathews, N.; Sum, T. Small 2015, 11, 3606-3613 10.1002/smll.201403719
12. Xu, X.; Zhang, H.; Cao, K.; Cui, J.; Lu, J.; Zeng, X.; Shen, Y.; Wang, M. ChemSusChem 2014, 7, 3088-3094 10.1002/cssc.201402566
13. Unger, E.; Hoke, E.; Bailie, C.; Nguyen, W.; Bowring, A.; Heumuller, T.; Christoforo, M.; McGehee, M. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3690-3698 10.1039/C4EE02465F
14. Wang, T.; Ball, J.; Barea, E.; Abate, A.; Alexander-Webber, J.; Huang, J.; Saliba, M.; Mora-Sero, I.; Bisquert, J.; Snaith, H.; Nicholas, R. Nano Lett. 2014, 14, 724-730 10.1021/nl403997a
15. Zhu, Z.; Ma, J.; Wang, Z.; Mu, C.; Fan, Z.; Du, L.; Bai, Y.; Fan, L.; Yan, H.; Phillips, D. L.; Yang, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 3760-3763 10.1021/ja4132246
16. Chen, B.; Rao, H.; Li, W.; Xu, Y.; Chen, H.; Kuang, D.; Su, C. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 5647-5653 10.1039/C6TA00989A
17. Zhang, H.; Shi, J.; Xu, X.; Zhu, L.; Luo, Y.; Li, D.; Meng, Q. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 15383-15389 10.1039/C6TA06879K
18. Giordano, F.; Abate, A.; Baena, J.; Saliba, M.; Matsui, T.; Im, S.; Zakeeruddin, S.; Nazeeruddin, M.; Hagfeldt, A.; Graetzel, M. Nat. Commun. 2016, 7, 10379 10.1038/ncomms10379
19. Heo, J. H.; You, M. S.; Chang, M. H.; Yin, W.; Ahn, T. K.; Lee, S. J.; Sung, S. J.; Kim, D. H.; Im, S. H. Nano Energy 2015, 15, 530-539 10.1016/j.nanoen.2015.05.014
20. Xu, X.; Ray, R.; Gu, Y.; Ploehn, H.; Gearheart, L.; Raker, K.; Scrivens, W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12736-12737 10.1021/ja040082h
21. Li, H.; Kang, Z.; Liu, Y.; Lee, S.-T. J. Mater. Chem. 2012, 22, 24230-24253 10.1039/c2jm34690g
22. Tang, D.; Liu, J.; Wu, X.; Liu, R.; Han, X.; Han, Y.; Huang, H.; Liu, Y.; Kang, Z. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 7918-7925 10.1021/am501256x
23. Zhang, H.; Ming, H.; Lian, S.; Huang, H.; Li, H.; Zhang, L.; Liu, Y.; Kang, Z.; Lee, S.-T. Dalton Trans 2011, 40, 10822-10825 10.1039/c1dt11147g
24. Yu, H.; Zhang, H.; Huang, H.; Liu, Y.; Li, H.; Ming, H.; Kang, Z. New J. Chem. 2012, 36, 1031-1035 10.1039/c2nj20959d
25. Zhang, H.; Huang, H.; Ming, H.; Li, H.; Zhang, L.; Liu, Y.; Kang, Z. J. Mater. Chem. 2012, 22, 10501-10506 10.1039/c2jm30703k
26. Tang, D.; Zhang, H.; Huang, H.; Liu, R.; Han, Y.; Liu, Y.; Tong, C.; Kang, Z. Dalton Trans. 2013, 42, 6285-6289 10.1039/c3dt50567g
27. Wang, F.; Liu, Y.; Ma, Z.; Li, H.; Kang, Z.; Shen, M. New J. Chem. 2013, 37, 290-294 10.1039/C2NJ40988G
28. Shi, W.; Zhang, X.; Brillet, J.; Huang, D.; Li, M.; Wang, M.; Shen, Y. Carbon 2016, 105, 387-393 10.1016/j.carbon.2016.04.051
29. Fan, Y.; Cheng, H.; Zhou, C.; Zhou, C.; Xie, X.; Liu, Y.; Dai, L.; Zhang, J.; Qu, L. Nanoscale 2012, 4, 1776-1781 10.1039/c2nr12015a
30. Shi, Y.; Wen, L.; Li, F.; Cheng, H. J. Power Sources 2011, 196, 8610-8617 10.1016/j.jpowsour.2011.06.002
31. Kavan, L.; Tétreault, N.; Moehl, T.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 16408-16418 10.1021/jp4103614
32. Li, H.; He, X.; Liu, Y.; Huang, H.; Lian, S.; Lee, S.; Kang, Z. Carbon 2011, 49, 605-609 10.1016/j.carbon.2010.10.004
33. Snaith, H.; Abate, A.; Ball, J.; Eperon, G.; Leijtens, T.; Noel, N.; Stranks, D.; Wang, J.; Wojciechowski, K.; Zhang, W. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1511-1515 10.1021/jz500113x
34. Zhang, Y.; Liu, M.; Eperon, G.; Leijtens, T.; McMeekin, D.; Saliba, M.; Zhang, W.; de Bastiani, M.; Petrozza, A.; Herz, L.; Johnston, M.; Lin, H.; Snaith, H. Mater. Horiz. 2015, 2, 315-322 10.1039/C4MH00238E
35. Eames, C.; Frost, J.; Barnes, P.; O'Regan, B.; Walsh, A.; Islam, M. Nat. Commun. 2015, 6, 7497 10.1038/ncomms8497
36. Yang, Y.; Ostrowski, D.; France, R.; Zhu, K.; van de Lagemaat, J.; Luther, J.; Beard, M. Nat. Photonics 2015, 10, 53-59 10.1038/nphoton.2015.213
37. Manser, J.; Kamat, P. Nat. Photonics 2014, 8, 737-743 10.1038/nphoton.2014.171
38. Chen, Q.; Zhou, H.; Song, T.; Luo, S.; Hong, Z.; Duan, H.; Dou, L.; Liu, Y.; Yang, Y. Nano Lett. 2014, 14, 4158 10.1021/nl501838y
39. Zuo, L.; Gu, Z.; Ye, T.; Fu, W.; Wu, G.; Li, H.; Chen, H. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2674 10.1021/ja512518r
40. Stranks, S. D.; Eperon, G. E.; Grancini, G.; Menelaou, C.; Alcocer, M.; Leijtens, T.; Herz, L. M.; Petrozza, A.; Snaith, H. Science 2013, 342, 341-344 10.1126/science.1243982
41. Sanchez, R.; Gonzalez-Pedro, V.; Lee, J.; Park, N.; Kang, Y.; Mora-Sero, I.; Bisquert, J. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2357-2363 10.1021/jz5011187
42. Zhang, H.; Qiao, X.; Shen, Y.; Moehl, T.; Zakeeruddin, S.; Grätzel, M.; Wang, M. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 11762-11767 10.1039/C5TA02206A