电化学合成金属有机骨架ZIF-8及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

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金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属离子和有机配体通过配位键组装的无机-有机杂化功能材料,其具有大的比表面积、孔隙率、结构多样等特点,在气体储存、液相分离以及催化等领域具有很好的发展前景[1,2]。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是金属有机骨架材料的一个分支,具有较高的化学和热学稳定性。ZIF-8是由Zn2+与配体2-甲基咪唑反应得到的一种沸石咪唑酯骨架材料,常见的制备方法有溶剂热法、微波合成、室温合成、微流控合成法等。我们以锌片作为工作电极、铂丝作为对电极、饱和甘汞电极作为参比电极,通过电化学的方法合成ZIF-8。由于ZIF-8具有多孔结构,我们将其应用于钙钛矿太阳能电池中使其碳化后作为电子传输层。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等手段对电沉积产物进行表征,探究电压不同对于合成ZIF-8形貌的影响。并对其在导电玻璃上形成的薄膜进行碳化,研究不同条件合成的ZIF-8对于钙钛矿太阳能电池光电性能的影响。结果表明,随着施加电压的不断增大,ZIF-8的颗粒尺寸呈现逐渐减小的趋势,且由于碳化ZIF-8层的引入,使钙钛矿太阳能电池的效率有所提高。
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