Abscheidung von RF-Magnetron-gesputtertem SnO2 bei moderater Temperatur

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 9100 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Die Perowskit-Solarzellen (PSCs) stehen immer noch vor den beiden größten Herausforderungen: Stabilität und Skalierbarkeit, um die Anforderungen für ihre potenzielle Kommerzialisierung zu erfüllen. Daher ist die Entwicklung eines gleichmäßigen, effizienten, qualitativ hochwertigen und kostengünstigen Dünnfilms mit Elektronentransportschicht (ETL) zur Erzielung einer stabilen PSC einer der Schlüsselfaktoren zur Lösung dieser Hauptprobleme. Die Magnetron-Sputter-Abscheidung wird aufgrund der qualitativ hochwertigen Dünnschichtabscheidung sowie der Fähigkeit, Filme gleichmäßig auf großen Flächen im industriellen Maßstab abzuscheiden, häufig eingesetzt. In dieser Arbeit berichten wir über die Zusammensetzung, die Struktur, den chemischen Zustand und die elektronischen Eigenschaften von mittels Hochfrequenz (RF) gesputtertem SnO2 bei mittlerer Temperatur. Ar und O2 werden als Plasma-Sputter- bzw. Reaktivgase eingesetzt. Wir demonstrieren die Möglichkeit, durch reaktives HF-Magnetronsputtern hochwertige und stabile SnO2-Dünnfilme mit guten Transporteigenschaften zu züchten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass PSC-Geräte auf Basis des gesputterten SnO2-ETL einen Leistungsumwandlungswirkungsgrad von bis zu 17,10 % und eine durchschnittliche Betriebslebensdauer von über 200 Stunden erreicht haben. Diese gleichmäßig gesputterten SnO2-Dünnfilme mit verbesserten Eigenschaften sind vielversprechend für große Photovoltaikmodule und fortschrittliche optoelektronische Geräte.

The performance and cost-effectiveness fabrication of the perovskite solar cells (PSCs) are the two main assets which are increasingly attracting academic and industrial attention. Certified Power Conversion Efficiency (PCE) for the best solar cell efficiency has shown a 25.7% for PSCs as achieved by UNIST1. Focus is put nowadays on the PSCs commercialization2, and this aim is still facing two main challenges, namely a descent device operational-stability and the fabrication scalability. The stability of the PSCs has been the cornerstone of extensive research and development over the last years. Nevertheless, this research effort has been found to be one of the most complex physico-chemical issues that involves multiple factors and various physical phenomena. These issues are also a subject of the device configuration and materials’ characteristics. In fact, the device stability can directly be affected by the electrode material and its characteristics (work function, dimensions, etc.)3, electron transport layer (ETL) and hole transport layer (HTL) properties4,5, the nature of the interface between the absorber-perovskite layer and the charge transport materials6, and indeed, the stability of the perovskite material itself7. In 2016, Ahn et al.8 proposed that the ETL based on TiO2 is among the most responsible factors for the light-induced degradation in PSCs. This suggestion was also supported by the research outcome of Qiu et al.9. On the other hand, SnO2 as ETL has demonstrated its capability to replace the conventional TiO2 due to the fact that a PCE of more than 21% has been already achieved using SnO2 ETL10. SnO2 shows several benefits over TiO2, including a higher electron mobility and an excellent energy level matching11. More importantly, SnO2 as ETL is highly efficient against the perovskite solar cells degradation, which is induced by TiO2 ETL, thereby considerably improving the device operational lifetime under continuous light illumination at the maximum power point. In this context, Christians et al. 1000 hour operational stability. Nat. Energy 3(1), 68–74 (2018)." href="/articles/s41598-023-35651-1#ref-CR12" id="ref-link-section-d33645188e497"> 12 haben kürzlich eine viel längere Lebensdauer mit unverkapselten Perowskit-Solarzellen auf Basis von SnO2 als ETL im Vergleich zu TiO2 nachgewiesen. Andererseits besteht die zweite große Herausforderung in der Skalierbarkeit der PSC-Herstellung, um die Modulgröße (z. B. Perowskit-Solarmodule (PSMs)) zu erreichen und gleichzeitig eine ähnliche Leistung wie PSCs mit kleinen Flächen aufrechtzuerhalten2. Mit der Einführung groß angelegter Dünnschichtwachstumsprozesse für die PSC-Herstellung ist die Zahl der Berichte über PSMs drastisch gestiegen13. Beispielsweise haben Green et al. haben einen PCE von 16 % mit einer Aperturfläche (AA) von 16,29 cm214 berichtet und Chen et al. haben einen zertifizierten PCE von 12,1 % mit einem größeren AA von 36,1 cm215 erreicht. Weitere Schlüsselparameter hängen mit der Kosteneffizienz und den groß angelegten Abscheidungsprozessen von ETL2 zusammen. Derzeit basieren die meisten PSMs auf TiO2 als ETL, was eine hohe Verarbeitungstemperatur erfordert. TiO2 ist aufgrund seines relativ höheren Widerstands und einer kostspieligen Laserstrukturierungsmethode, die häufig zum Entfernen der TiO2-Beschichtung von den Verbindungspfaden zwischen Unterzellen verwendet wird, auch die Ursache vieler Instabilitätsprobleme16.17 Dies ist erforderlich, um einen Anstieg des Serienwiderstandswerts und damit eine Verringerung der PSM-Gesamtleistung zu vermeiden18.

Im Gegensatz zu TiO2-Material kann SnO2 bei viel niedrigeren Temperaturen mithilfe verschiedener Abscheidungstechnologien verarbeitet werden, darunter Lösungsverfahren11,19,20, Elektroabscheidung21, Elektronenstrahl22, Atomlagenabscheidung23 und Magnetronsputtern24. Es ist erwähnenswert, dass sich die meisten Berichte, die sich bisher auf SnO2 als ETL beziehen, nur auf kleinflächige Geräte beziehen16. Unter all diesen Methoden zur Herstellung dünner Schichten ist das Magnetronsputtern (MS) eine der vielversprechendsten Technologien aufgrund seiner Vorteile in Bezug auf Kosteneffizienz und gleichmäßige großformatige SnO2-Dünnfilme. Bisher gibt es nur wenige Berichte über durch MS abgeschiedene SnO2-Dünnfilme als ETL für PSCs. Ali et al. haben einen PCE von 14 % für eine Fläche von 0,09 cm225 gemeldet. Darüber hinaus wird die Gleichmäßigkeit des Films über großflächige MS sowie die überlegene elektrische Leitfähigkeit und Elektronenmobilität von SnO2 im Vergleich zu TiO2 demonstriert, die sich ebenfalls als Vorteil für die Verbesserung der Verbindungsqualität zwischen verschiedenen Unterzellen in PSMs erweisen. Andererseits wird der Stand der Technik in Bezug auf PCE von PSC auf Basis von SnO2-ETL durch eine sehr dünne Schicht (~ 25 nm) aus SnO2 erreicht, die durch Schleuderbeschichtungstechnik abgeschieden wird26. Diese mit der sehr dünnen Schicht verbundene Abscheidungsmethode kann jedoch zu Streifeneffekten, Nadellöchern und ungleichmäßiger Dicke im Zusammenhang mit großflächigen Dünnfilmen führen, insbesondere bei der Hochskalierung kleiner Geräte zu großen Photovoltaikmodulen (PV).

Abbildung 1 zeigt das Leitungsbandminimum (CBM) und das Valenzbandmaximum (VBM) häufig implementierter anorganischer Materialien als ETLs in PSCs, in denen Metalloxide, Metallsulfid, CdSe und GaN enthalten waren. Um einen effizienten und zuverlässigen PSC zu liefern, ist es wichtig, die folgenden Schlüsselmerkmale zu erfüllen: (1) gute optische Durchlässigkeit; (2) ein geringer Photonenenergieverlust; (3) eine geeignete Bandlückenanpassung/-ausrichtung; (4) hohe elektrische Leitfähigkeit und Elektronenmobilität; (5) Kosteneffizienz; und eine akzeptable Reproduzierbarkeitsrate (dh Stabilität)27,28.

Schematische Darstellung des Leitungsbandminimums (CBM) und des Valenzbandmaximums (VBM) häufig verwendeter anorganischer Metallmaterialien als ETLs in PSCs29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39.

Als Ersatz für TiO2 wurden bereits verschiedene Materialien untersucht, die besondere optoelektronische Eigenschaften bieten. Dazu gehörten binäre Metalloxide (ZnO, In2O3, Nb2O5, WO3, Fe2O3 und CeO2)32, ternäre Metalloxide (Zn2SnO4, BaSnO3 und SrTiO4),30 Metallsulfide (MoS2, CdS, In2S3, SnS2 und Bi2S3)29 sowie GaN , CdSe und InGaZnO431. Dennoch müssen noch viele offene Probleme gelöst werden, darunter die geringe Qualität des Grenzflächenkontakts.

Im Jahr 2015 demonstrierte die innovative Arbeit von Dais Gruppe erstmals einen PSC-basierten SnO2-ETL mit einem PCE von 6,5 %. Im selben Jahr folgte die Arbeit von Wan et al. die einen PCE von mehr als 15 %20,40 erreichten. Die Leistungsumwandlungseffizienz von PSC auf Basis von SnO2 als Elektronentransportmaterial hat kürzlich Werte über 20 % erreicht10. Dies hat gezeigt, dass SnO2 aus verschiedenen Blickwinkeln ein attraktives und vielversprechendes ETL-Material ist, insbesondere für Perowskit-Solarzellen, und aufgrund der folgenden Faktoren ein hervorragender Ersatz für herkömmliches TiO2 ist: (1) eine optimierte Energieniveauanpassung41; (2) eine deutlich höhere Elektronenmobilität als TiO2; (3) eine hohe elektrische Leitfähigkeit42,43; (4) eine große Bandlücke (3,6–4,5 eV); (5) eine hohe Transparenz (dh optische Durchlässigkeit)44,45; (6) eine große Flexibilität hinsichtlich der Verarbeitungstemperatur von relativ niedrigen Temperaturen bis hin zu Raumtemperatur; (7) eine hohe Stabilität unter Licht (dh geringe Photoaktivität) und (8) eine hohe Stabilität unter Hitze und Feuchtigkeit46,47.

Darüber hinaus werden bei der Synthese von TiO2 ETL in der PSC üblicherweise Schleuderbeschichtungs- oder Sprühverfahren eingesetzt. Dies erfordert eine erhöhte Nachbehandlungstemperatur, im Allgemeinen über 450 °C, um die Bildung der mesoporösen Schicht mit dichter Struktur, kristalliner Struktur und guter elektrischer Leitfähigkeit zu ermöglichen. Im Gegensatz dazu wird SnO2 routinemäßig bei viel niedrigeren Temperaturen (≤ 250 °C) und in einigen Fällen bei Raumtemperatur gezüchtet, wenn die kristalline Struktur nicht erforderlich ist. Dieser Vorteil ist für großtechnische industrielle Anwendungen sehr attraktiv.

In dieser Arbeit ist es uns gelungen, mittels Hochfrequenz-Magnetron gesputtertes SnO2 bei moderaten Temperaturen als Elektronentransportschicht für schleuderbeschichtete Perowskit-Solarzellen auf Dreifach-Kationen-Basis zu implementieren. Wir haben gezeigt, dass beide Verfahren des mesoporösen Gerüsts und der Hochtemperaturverarbeitung nicht unbedingt erforderlich sind, um eine hohe PSC-Geräteleistung zu erreichen. Darüber hinaus wurde kein Passivierungsprozess durchgeführt und keine Kapselung verwendet. Dennoch wurde ein PSC von mehr als 17 % PCE nachgewiesen.

Wir haben die Materialeigenschaften von SnO2 untersucht, nämlich strukturelle, morphologische, elektrische und optische Eigenschaften sowie seine chemischen Zustände. Wir haben auch die Temperaturabhängigkeit der Leistung der Perowskitschicht durch PL-Messung bei verschiedenen Temperaturen untersucht, was auf ein Zusammenspiel verschiedener physikalischer Phänomene, einschließlich Ladungsübertragungsdynamik und Ladungsrekombination, schließen lässt. Unser entwickelter MS-SnO2-ETL erzielt nachweislich eine gute PV-Leistung des Geräts und eine relativ lange Lebensdauer, was auch für die weitere Entwicklung und Integration von SnO2-Filmen in PSMs hilfreich sein könnte.

Zur Herstellung hochwertiger Metalloxid-Dünnfilme im Labor und/oder im industriellen Maßstab hat sich Magnetronsputtern als zuverlässiges und ausgereiftes Abscheidungsverfahren erwiesen, das auch die Möglichkeit bietet, kostengünstige Materialien zu verwenden. Ziele. Das SnO-Material wird durch hochenergetische Argon-Plasma-Ionen gesputtert, es reagiert mit Sauerstoff und wird dann in einem kontinuierlichen Prozess auf der Oberseite der fluordotierten Zinnoxidschicht (FTO) abgeschieden. Eine genaue Steuerung der Filmdicke und -dichte kann mit MS über die Abscheiderate erreicht werden. Es handelt sich um ein relativ kostengünstiges Verfahren mit einer sehr geringen Abfallrate. Der Dünnschichtwachstumsprozess wird üblicherweise in einer Hochvakuumkammer durchgeführt, was ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit ermöglicht48.

Qiu et al. untersuchten systematisch die physikalischen und chemischen Eigenschaften des gesputterten SnO226. Es wurde festgestellt, dass die hergestellten Perowskit-Solarzellen, die SnO2 als ETL verwenden, einen PCE von etwa 20 % und eine Stabilität von etwa 625 Stunden aufwiesen, gemessen unter dem T80-Standard, wodurch die verbesserte elektrische Leitfähigkeit und Stabilität dank SnO226 demonstriert wurde. Andererseits betonten Bai und Mitarbeiter den Einfluss des Ar/O2-Gasverhältnisses auf die strukturellen und morphologischen Eigenschaften der gesputterten SnO2-Filme49. Das Niveau der Fallenzustände und die Dynamik des Trägertransits wurden auch in ihren PSC-Geräten untersucht, die einen Champion-PCE von bis zu 18 % zeigten49. Darüber hinaus haben Otoufi et al. experimentierten mit der Doppelschichtarchitektur, die mit gesputtertem SnO2 auf der TiO2-Schicht hergestellt wurde, wobei festgestellt wurde, dass sie die Ladungssammelkapazität verbessert, was zu einem PCE von etwa 12 % führte, was 4 % höher ist als der, der mit nur TiO2 als ETL erzielt wurde (~ 8 %). 50. Auf dieser Ebene ist es erwähnenswert, dass das strömende Gas während des Abscheidungsprozesses eine Schlüsselrolle bei der Kontrolle der Sauerstofffehlstellen spielt51. Darüber hinaus könnten Defektzustände innerhalb der SnO2-Bandlücke, die von der in den Filmen vorhandenen amorphen und/oder nanokristallinen Struktur herrühren können, durch einen postthermischen Temperprozess an Luft wirksam unterdrückt werden, was zur Passivierung der Grenzfläche mit führt das Perowskit-Material.

Um die Eigenschaften des Materials zu untersuchen, wurden zwei SnO2-Dünnfilmproben auf einem Glassubstrat hergestellt; (1) SnO2 im abgeschiedenen Zustand und (2) luftgetempertes SnO2 bei 250 °C für 30 Minuten.

Die Abbildungen 2a–d zeigen repräsentative SEM-Bilder von oben in der Draufsicht von auf Glassubstrat abgeschiedenen und thermisch getemperten SnO2-Filmen. SnO2-Proben weisen eine gleichmäßige, glatte Oberflächenmorphologie mit einer großen Korngröße sowie loch- und rissfreien Filmen auf. Es wurde festgestellt, dass die thermische Glühbehandlung kaum oder gar keinen Einfluss auf die Morphologie der SnO2-Dünnfilme hatte. Abbildung 2e,f zeigen die zugehörigen AFM-Bilder dieser SnO2-Filme.

SEM- (a–d) und AFM-Bilder (e, f): SEM-Bilder von oben, die die SnO2-Filme zeigen (a) im abgeschiedenen Zustand, vergrößert bei x50k, (b) im abgeschiedenen Zustand, vergrößert bei x100k, (c) getempert bei 250 °C 50k-fach vergrößert, (d) bei 250 °C getempert, 100k-fach vergrößert; und AFM-Bilder der SnO2-Filme (e) im abgeschiedenen Zustand, (f) getempert bei 250 °C.

Die abgeschiedenen SnO2-Dünnfilme zeigten eine klare kristalline Mikrostruktur der SnO2-Phase, indem sie klare Dreifachpeaks der Orientierungsebenen (110), (101) und (211) zeigten, wie in Abb. 3 dargestellt. Es sind keine solchen vorhanden Sekundärphasen, die die hohe kristalline Qualität dieses SnO2-Dünnfilms verdeutlichen. Nach dem Luftglühen haben die SnO2-Dünnschichtproben ihre mikrostrukturelle SnO2-Phase beibehalten, wie die gleichen beobachteten Dreifachpeaks von (110), (101) und (211) zeigen (Abb. 3). Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Kristallinität nach dem Luftglühen verbessert hat, was durch die leichte Abnahme der Halbwertsbreite (FWHM) im Zusammenhang mit dem SnO2-Phasenpeak (101) gezeigt wird. Unter Verwendung der Scherrer-Gleichung hat sich die berechnete Kristallitgröße der SnO2-Phase unter Verwendung des (101)-Peaks von 60,7 Å für die SnO2-Probe im abgeschiedenen Zustand auf 69,2 Å für die getemperte SnO2-Probe erhöht. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Gemäß der GIXRD-Analyse ist klar, dass die Wachstumsbedingungen die Bildung der SnO2-Phase ohne Sekundärphasen begünstigten. Darüber hinaus hat der Nachluftglühprozess die Kristallinität der SnO2-Phase erhalten und verbessert, ohne dass Sekundärphasen gefördert wurden. Diese Ergebnisse stimmen mit zuvor berichteten Erkenntnissen51 überein, bei denen eine verbesserte Kristallinität der SnO2-Filme im Vergleich zu einer Luft-Wärme-Glühbehandlung nachgewiesen wurde, da mehr in den Film eingearbeiteter Sauerstoff seine Kristallinität erhöhte.

GIXRD für SnO2- und getemperte SnO2-Dünnschichtproben im abgeschiedenen Zustand.

Übersichts-XPS-Spektren haben die hohe Reinheit der SnO2-Dünnfilmproben gezeigt, da nur O und Sn vorhanden sind und der C-Gehalt gering bis gar nicht vorhanden ist, insbesondere nach der Oberflächenreinigung. Alle Peaks beziehen sich auf Sn- und O-Photoelektronen und Schneckenelektronen, wie in Abb. 4a dargestellt. Bei den so abgeschiedenen SnO2-Proben liegt der Sn3d5/2-Peak bei einer höheren Bindungsenergie bei 486,7 eV, was auf das Vorhandensein einer höheren Oxidationsstufe im Zusammenhang mit Sn(IV) hinweist. Nach dem Luftglühprozess hat sich die Peakposition von Sn3d5/2 leicht in Richtung der höheren Bindungsenergie bei 486,8 eV verschoben, was auf einen leichten Anstieg des Oxidationszustands nach der Glühbehandlung hinweist, wie in Abb. 4b dargestellt. Diese Ergebnisse stimmen gut mit der oben diskutierten Kristallitgrößenzunahme überein. XPS-bezogene O 1 s-Spektren haben zwei Hauptkomponentenpeaks gezeigt. Der erste Peak hängt mit den Photoelektronen zusammen, die von den Sauerstoffatomen im SnO2-Gitter stammen, während der zweite Peak mit den anderen chemischen Sauerstoffzuständen zusammenhängt, bei denen es sich möglicherweise um Defekte im Sn-Oxid handelt oder verbleibende organische Oberflächenmoleküle und/oder an der Oberfläche adsorbierte Feuchtigkeit, wie in Abb. 4c, d dargestellt. Für die SnO2-Probe im abgeschiedenen Zustand liegt die Peakposition von O im Zusammenhang mit dem Gitter SnO2 bei 530,6 eV, was das Vorhandensein von Sn(IV)-Oxid im Zusammenhang mit SnO2 bestätigt. Dies stimmt auch gut mit den vorherigen GIXRD-Ergebnissen überein. Der Gitteroxid-Peak FWHM liegt bei 1,26 eV. Dies ist ein reduzierter Wert, der auf die geringe chemische Unordnung hinweist, die durch die vakuumbasierte Materialabscheidung erwartet wird. Nach dem Glühen ist die Spitzenposition von O in Bezug auf das Gitteroxid auf 530,8 eV angestiegen, was den höheren Oxidationszustand des SnO2-Dünnfilms nach dem Glühen zeigt. Darüber hinaus ist die FWHM von O im Zusammenhang mit Gitteroxid leicht von 1,26 auf 1,25 eV gesunken, was auf eine leichte Verstärkung der chemischen Fehlordnung schließen lässt. Der Anteil an O in Bezug auf Gitteroxid ist leicht von 79,8 auf 80,1 % gestiegen, was auch zeigt, dass der thermische Glühprozess die Mikrostrukturierung der SnO2-Filme verbessert hat, wie in Tabelle 2 gezeigt, und eine leichte Reduzierung des Sauerstoffs ermöglicht hat Stellenangebote. Insgesamt hat dieser Prozess die Oberflächenchemie des SnO2-Dünnfilms52 verbessert.

Nachgereinigte XPS-Spektren für SnO2- und getemperte SnO2-Dünnschichtproben im abgeschiedenen Zustand: (a) Untersuchungen, (b) Sn3d, (c) O1s für abgeschiedenes SnO2, (d) O1s für getempertes SnO2.

Die SnO2-Filme haben eine recht hohe optische Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich gezeigt, die über 80 % liegt. Die aus dem Tauc-Diagramm ermittelte zugehörige Bandlücke betrug etwa 3,95 eV, ein Wert, der größer ist als der von TiO2- und/oder ZnO-Dünnfilmen (Abb. 5). Es ist erwähnenswert, dass eine größere Bandlücke als effiziente Lochblockierung und als Barriere gegen die Absorption hochenergetischer Photonen wirken kann, wodurch die Stromverluste verringert werden, was eine Voraussetzung für stabile Halogenid-Perowskit-Solarzellen ist. Tatsächlich sind sowohl eine hohe optische Durchlässigkeit als auch eine Filmqualität entscheidend für eine effektive ETL-Schicht für die planare Spaltstruktur von PSCs53.

(a) Transmissionsspektren in % des gesputterten SnO2-Films, abgeschieden auf fluordotiertem Zinnoxid (FTO)-Glas und FTO nur auf Glas. (b) Zugehöriges Tauc-Diagramm mit einer Bandlücke von 3,95 eV.

Darüber hinaus verwendeten Kam et al.53 eine Halbleiterbandstruktur, um die Position des Leitungsbandminimums (CBM) eines gesputterten SnO2-Films zu berechnen, das bei −4,36 eV lag, was sogar niedriger ist als das von TiO2 und ZnO. wobei beide bei etwa − 4,2 eV liegen. Genauer gesagt verbessert ein tieferer Leitungsbandwert den Elektronentransfer von der Absorberschicht, dh dem Perowskitfilm, zur SnO2-ETL-Schicht. Im gleichen Zusammenhang haben Kam et al. Berechnungen zeigten auch die Position des Valenzbandmaximums (VBM) bei −8,08 eV53, was deutlich tiefer ist als die von TiO2 und ZnO, die bei −7,4 eV bzw. −7,6 eV liegen. Auch hier erhöht ein tieferes Valenzband von SnO2 in Verbindung mit seiner größeren Bandlücke die Fähigkeit des Perowskitfilms, die Löcher zum SnO2-ETL hin zu blockieren.

Andererseits ist der elektrische Widerstand von SnO2-Filmen nach einem thermischen Tempern an Luft von 0,245 Ω cm (wie abgeschieden) auf 0,134 Ω cm gesunken. Die damit verbundene Elektronenmobilität ist von 4,38 cm2/Vs im abgeschiedenen Zustand auf 11,29 cm2/Vs nach der Temperbehandlung gestiegen. Allerdings ist die Elektronendichte leicht von 5,82 × 1018 cm−3 auf 3,86 × 1018 cm−3 gesunken. Die abgeschiedenen und getemperten SnO2-Proben weisen einen negativen Ladungsträgertyp (Elektronen) auf. Der thermische Glühprozess hat die elektrische Leitfähigkeit deutlich verbessert, indem er die Elektronenmobilität deutlich erhöht hat, und dieser Befund stimmt mit der Zunahme der Kristallitgröße nach dem Glühprozess überein. Die Abnahme der Ladungsträgerkonzentration hängt mit der Verringerung der Sauerstoffleerstellen zusammen, da das thermische Tempern in Gegenwart von Luftsauerstoff das Auffüllen der Sauerstoffleerstellen ermöglicht. Andererseits ist sein Einfluss auf die Oberflächenmorphologie nicht sehr offensichtlich. Der Effekt des thermischen Temperns wurde oben auch durch mikrostrukturelle Untersuchungen und chemische Zustandsanalysen sowie durch AFM-Messungen der durchschnittlichen Rauheit hervorgehoben und diskutiert (Abb. 2e, f). Tatsächlich wurde festgestellt, dass der quadratische Mittelwert (RMS) der Rauheit im unteren Bereich lag und sich zwischen dem abgeschiedenen und dem getemperten Film nur geringfügig veränderte (gemessen im Bereich von 1,45–1,33 nm). Darüber hinaus wurde der gesputterte SnO2-Film aus morphologischer Sicht gleichmäßig abgeschieden und zeigte daher einen eher niedrigen Wert der Oberflächenrauheit. Dieser Prozess wird auch durch die thermische Glühbehandlung beschleunigt, und die erhaltenen Rauheitswerte sind für den aus Lösung abgeschiedenen Perowskit auf SnO2/FTO/Glas sehr gut geeignet. Daher wurde diese kritische Frage des Rauheitseffekts in der einschlägigen Literatur nicht ausführlich diskutiert. Es ist erwähnenswert, dass eine höhere Rauheit des SnO2-Films zu einer inkonstanten Geschwindigkeit der Perowskit-Kristallisation und damit letztendlich zu einer Erhöhung der Ladungsträgerrekombinationswahrscheinlichkeit zwischen der Perowskit-Absorberschicht und dem SnO2-ETL führt.

Um die Auswirkungen realer Bedingungen auf diese PSC-Geräte hervorzuheben, insbesondere wenn sie unter rauen Bedingungen, wie z. B. in einer Wüstenumgebung, betrieben werden, wurde eine temperaturempfindliche Photolumineszenz (PL)-Studie mittels PL-Spektroskopie durchgeführt, um die Korrelation damit aufzuklären die Ladungsträger- und Bandlückendynamik. Abbildung 6a zeigt die Temperaturabhängigkeit der PL-Messungen der auf Glassubstraten abgeschiedenen Trikationen-Perowskitfilme. Ein gut definierter PL-Peak mit einem Zentrum bei etwa 773 nm wird gemessen und ist der Fingerabdruck der Band-zu-Band-Rekombination. Es zeigt eine damit verbundene Bandlücke von ∼ 1,6 eV, was typischerweise der tetragonalen Phase des Trikationen-Perowskit-Materials entspricht13. Die Variation der Position des PL-Emissionspeaks (Abb. 6a) sowie der Verbreiterung und Intensität des PL-Emissionspeaks (Abb. 6b) als Funktion der Temperatur wurden untersucht und die Ergebnisse sind in Abb. 6 dargestellt. Die PL-Intensität wurde ermittelt in Bezug auf die Temperatur bis zu ∼ 40 °C anzusteigen und dann zu sinken, wenn die Temperatur weiter von 40 auf 75 °C ansteigt.

(a) Variation des PL-Spektrums der auf Glassubstrat abgeschiedenen Absorber-Perowskit-Filme. Die Messungen werden im Bereich 25–75 °C durchgeführt. PL λext = 532 nm. (b) Zugehörige Änderung der PL-Peakintensität bei ∼ 773 nm und der FWHM als Funktion der Temperatur.

Ein Anstieg der PL-Emissionsintensität ist im Allgemeinen die Folge einer Abnahme der strahlungslosen Rekombination auf Fallen- und Defektebene in der Bandlücke, was die Band-zu-Band-Rekombinationsrate und die Ladungs-Phonon-Kopplung im Perowskitfilm verringert ,54, was zu einer Verbesserung der Voc- und Füllfaktorwerte (FF) führt. Darüber hinaus ist diese Abnahme der Intensität des PL-Emissionspeaks bei einer Temperaturerhöhung über 40 °C auf das Einfangen von Ladungen aufgrund einer Verstärkung der Ladungs-Phonon-Kopplung zurückzuführen. Damit einher geht auch eine Verbreiterung des PL-Emissionspeaks (Abb. 6a)13. Die Schwankungen in der Ladungs-Phonon-Kopplung und der Orbitalaufspaltung, die eine direkte Folge der Perowskit-Gitterausdehnung mit zunehmender Temperatur sind, erzeugen eine singuläre Bandlückenverbreiterung zusätzlich zu einer Blauverschiebung von ∼ 15 meV in der PL-Emission13. In diesem Temperaturbereich nehmen sowohl die Häufigkeit als auch die Population der jeweils beteiligten Phononenmoden mit der Temperatur zu54 und stützen die Vermutung, dass die Ladungseinfangung aufgrund der Elektron-Phonon-Kopplung dominant ist, was der Grund für die verringerte PSC-Leistung bei sein könnte angestiegene Temperaturen. Abbildung 6b zeigt ein weiteres Highlight der Temperaturabhängigkeit der Ladungs-Phonon-Kopplung13,55, nämlich die Variation der FWHM des PL-Emissionspeaks in Bezug auf die Temperatur. Es wurde festgestellt, dass die FWHM von RT auf 40 °C leicht abnimmt und dann von 40 auf 75 °C merklich ansteigt, was auf eine stärkere Ladung-Phonon-Wechselwirkung in diesem Temperaturbereich hinweist. Diese Erweiterung des FWHM stützt die Diagnose und Schlussfolgerung weiter, dass der Leistungsabfall des PSC-PV bei Temperaturen über 40 °C auf das Ladungseinfangen im Zusammenhang mit höheren Ladungs-Phonon-Wechselwirkungen zurückzuführen sein könnte. Insgesamt führen wir die PL-Änderungen bis zu 40 °C auf die Ladungsträgerakkumulation in der Nähe der Perowskit/Glas-Grenzfläche und/oder auf die Verringerung der nichtstrahlenden Ladungsfallen zurück, wohingegen bei höheren Temperaturen höhere Ladungs-Phonon-Wechselwirkungen dominieren.

Abbildung 7 zeigt die Perowskit-Planarübergangssolarzellenleistung des besten Geräts basierend auf den optimierten gesputterten SnO2-Filmen, die als ETL integriert sind. Abbildung 7a zeigt den Wirkungsgrad des einfallenden Photons zum Strom (IPCE) und die damit verbundene integrierte Stromdichte. Nach dem Optimierungsprozess von SnO2-Dünnfilmen unter Verwendung der Wachstums- und Nachabscheidungsbedingungen konnte ein optimierter SnO2-ETL durch die Verbesserung seiner Materialeigenschaften in Bezug auf Mikrostruktur, Morphologie und Oberflächenchemie sowie die optoelektronischen Eigenschaften erreicht werden. Daher wurde nach der Nachglühbehandlung ein PCE von 17,1 % erreicht, wie in Abb. 7b dargestellt. Die Verbesserung des PCE von 15,07 % im abgeschiedenen SnO2-ETL zum thermisch getemperten SnO2-ETL von 17,1 % ist ein direktes Ergebnis der verbesserten mikrostrukturellen und optoelektronischen Eigenschaften, einschließlich elektrischer Leitfähigkeit und Elektronenmobilität. Wie oben erläutert, weist SnO2 eine hohe Durchlässigkeit im sichtbaren Lichtbereich und eine tiefe Valenzbandmaximumsposition auf, was den Lochblockierungsprozess verbessert und gleichzeitig die Rekombination an der SnO2/Perowskit-Grenzfläche minimiert. Der hohe JSC-bezogene Wert von 22 mA cm-2 stimmt gut mit der Effizienz der Umwandlung einfallender Photonen in Elektronen (Abb. 7a) des integrierten JSC überein, was auch die hohe Durchlässigkeit der SnO2-ETL-Schicht bestätigt.

Leistung von Perowskit-Solarzellengeräten. (a) IPCE und zugehörige integrierte Stromdichte des besten Geräts basierend auf den gesputterten SnO2-Filmen als ETL. (b) J-V-Kurven der Perowskit-Geräte basierend auf den SnO2-Filmen im abgeschiedenen Zustand und denen, die bei 250 °C getempert wurden (Geräteleistungsergebnisse beziehen sich auf das getemperte SnO2 bei 250 °C).

Ein weiterer Vorteil von SnO2 als ETL für Perowskit-Solarzellen im Vergleich zu TiO2 ist seine längere Betriebsstabilität und Lebensdauer. Tatsächlich wurde die Betriebslebensdauer der auf SnO2 ETL basierenden Solarzelle unter ihrem maximalen Leistungspunkt, bei kontinuierlicher Lichtbeleuchtung und bei 45 °C gemessen (die detaillierten Ergebnisse werden hier nicht gezeigt, sind aber Gegenstand eines separaten Berichts). . Die am besten erreichte T80-Lebensdauer betrug 250 Stunden, die durchschnittliche Lebensdauer lag bei über 200 Stunden. Dieses Protokoll gilt auch als die zuverlässigste und reproduzierbarste Möglichkeit, die Betriebsstabilität zu testen56.

Abschließend fasst Abb. 8 eine Literaturübersicht über verschiedene PCE-Werte zusammen, die für verschiedene PSC-Solarzellen basierende SnO2-ETL aus etwa dreißig Referenzen aufgezeichnet wurden. In dieser Literaturübersicht wurde SnO2 ETL mit unterschiedlichen Methoden aus unterschiedlichen Materialquellen gezüchtet. Es wurden nur zwei Referenzen zum Thema Magnetronsputtern gefunden, die Werte aufweisen, die mit unserer aktuellen Arbeit vergleichbar sind. Durch eine systematische Untersuchung könnte eine weitere Optimierung zur Verbesserung der PV-Eigenschaften bereitgestellt werden, indem die mikrostrukturellen und optoelektronischen Eigenschaften durch thermisches Tempern nach der Abscheidung verbessert werden.

Summary of a literature survey of various PCE values recorded for different PSC solar cells based SnO2 ETL. SnO2 was grown by different methods from different sources21,26,49, 20% efficiency in triple-cation perovskite solar cells. Adv. Func. Mater. 30(24), 2001559 (2020)." href="#ref-CR57" id="ref-link-section-d33645188e1637">57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81.

Wir haben das RF-Magnetron-Sputter-SnO2 erfolgreich als ETL für Perowskit-Solarzellen auf FTO-Substraten auf Basis dreifacher Kationen (FA, MA und Cs) eingesetzt. Wir haben gezeigt, dass weder ein mesoporöses Gerüst noch Hochtemperaturverarbeitungsverfahren erforderlich sind, um eine hohe Geräteleistung zu erzielen. Darüber hinaus wurde kein Passivierungsprozess durchgeführt und keine Kapselung verwendet. Dennoch wurden PSCs von 17,10 % PCE erreicht. Die Materialcharakterisierungsstudie hat gezeigt, dass das Luftglühen die strukturellen und elektrischen Eigenschaften des Materials verbessert hat, insbesondere die Verbesserung der Kristallitgröße, die zu einer Verbesserung der Elektronenmobilität führte. Diese Verbesserungen haben die Gesamtleistung des PSC-Geräts verbessert. Unsere Ergebnisse zur Temperaturabhängigkeit deuten auf ein Zusammenspiel verschiedener physikalischer Phänomene hin, darunter Ladungsübertragungsdynamik und Ladungsrekombination, die die PV-Leistung in verschiedenen Temperaturintervallen bestimmen. Wir führten die PL-Änderungen bis zu 40 °C auf die mögliche Ladungsträgerakkumulation in der Nähe der SnO2/Perowskit-Grenzfläche und auf die Verringerung der nichtstrahlenden Ladungsfallen zurück, wohingegen höhere Ladungs-Phonon-Wechselwirkungen vermutlich bei höheren Temperaturen dominieren (d. h 40 bis 75 °C). Unsere Arbeit bietet einen wichtigen Einblick in die Betriebszuverlässigkeit und Variabilität der PV-Leistung von PSCs sowie in die zugrunde liegenden Mechanismen in Perowskit-Materialien bei realen Betriebstemperaturen. Noch wichtiger ist, dass gesputtertes SnO2 als ETL nachweislich eine gute Leistung, Stabilität und Lebensdauer von PV-Geräten ermöglicht und als vielversprechender Weg für die weitere Entwicklung und Integration gesputterter SnO2-Filme in großformatige und kostengünstige Perowskit-PV-Module dienen könnte.

Die glasbeschichteten FTO-Substrate mit einem Schichtwiderstand von 7 Ω/□ wurden vor ihrer Verwendung zunächst mit 1 Gew.-% wässrigem Na-Dodecylsulfat, entionisiertem Wasser, Aceton und Isopropylalkohol gereinigt. Auf diesem Glas/FTO wurden SnO2-Dünnfilme durch HF-Magnetronsputtern (Torr™) bei 200 °C eines hochreinen SnO-Targets (Reinheit 99,99 %, 2 Zoll Durchmesser, Codex International™) unter einer O2:Ar-Mischung bei 4°C gezüchtet :200 sccm und einer Leistung von 50 W für 10 Min. Zuerst wurde ein Basisdruck von 5 × 10–5 Torr erreicht und dann ein Abscheidungsdruck, der von der variablen Sauerstoffflussrate abhängt, auf etwa 5 × 10–3 Torr eingestellt. Es wurde ein ausreichender Sauerstofffluss bereitgestellt, um den höchsten chemischen Zustand von Sn-Oxid im gewachsenen Film sicherzustellen, bei dem es sich um Sn(IV)-Oxid handelt, während Argon zur Bildung und Aufrechterhaltung des Magnetronplasmas erforderlich ist. Die Filmdicke betrug etwa 40 nm. Für eine bessere Filmabdeckung wurde bewusst eine Abscheidungsrate von etwa 4 nm min−1 gewählt. Anschließend wurden die Filme 15 Minuten lang mit UV-Ozon behandelt und anschließend wurde eine SnO2-Probe 30 Minuten lang bei 250 °C an der Luft nachgetempert. Anschließend wurden die Proben zur Abscheidung der Perowskitschicht in eine mit Stickstoff gefüllte Handschuhbox gegeben.

„Der Dreikationen-Mischhalogenid-Perowskit (FA, MA und Cs: FMC) wurde unter Glovebox-Bedingungen hergestellt, um den Sauerstoff- und H2O-Gehalt unter 1 ppm zu halten. Zur Gewinnung von FAPbI3 und FMC wurden die einstufigen und „Antilösungsmittel“-Verfahren eingesetzt basierte Filme. Cs0,05MA0,10FA0,85Pb(I0,85Br0,15)3 wurde durch Auflösen der Vorläufer in einem 1:4 DMSO:DMF-Mischlösungsmittel hergestellt. Eine 1,4 M Vorläuferlösung wurde durch Mischen von CsI (0,07 M) erhalten. FAI (1,13 M), PbI2 (1,19 M), MABr (0,2 M) und PbBr2 (0,2 M) im DMSO:DMF-Lösungsmittel mit einem 5 %igen Überschuss an PbI2. Die Perowskitfilme wurden auf der 40 nm dicken SnO2-Schicht abgeschieden durch Schleuderbeschichten. Dieser Prozess begann bei 1000 U/min, 10 s lang mit einer Beschleunigungsrate im ersten Schritt von 200 U/min/s, gefolgt von einer Beschleunigung im zweiten Schritt mit 1500 U/min/s, bis eine Endgeschwindigkeit von 4000 U/min erreicht wurde, und dann 35 s lang gehalten. Während der letzten 20 s des Drehens wurden 120 μL Chlorbenzol auf das Substrat getropft. Der erhaltene Film wurde schließlich 60 Minuten lang bei 100 °C getempert“, dieser Prozess wurde zuvor von Manekkathodi et al.82 beschrieben.

„Das dotierte Spiro-OMeTAD wurde durch Auflösen von 65 mg Spiro-OMeTAD in 1 ml Chlorbenzol hergestellt. Dann wurden 17,5 μL/ml einer 26 mM Lösung von Li-Dotierstoff (Bis(trifluormethan)sulfonimid-Lithiumsalzlösung in Acetonitril) hinzugefügt Acetonitril, 21,9 μL/ml einer 26 mM Lösung einer Kobalt-Dotierstofflösung (FK209) in Acetonitril und 20 μL/ml tert-Butylpyridin wurden als Additiv hinzugefügt. Diese Lösung wurde 20 s lang bei 4000 U/min aufgeschleudert Perowskitfilme unmittelbar nach ihrem Wachstum. Nach der Spiro-OMeTAD-Abscheidung wurden Proben zu Oxidationszwecken aus der Glovebox entnommen“, dieser Prozess wurde bereits zuvor von Manekkathodi et al.82 beschrieben.

Zur Vervollständigung des Geräts wurde eine Rückkontaktelektrode aus 100 nm dickem Au-Film unter Vakuum thermisch verdampft. Die Filmdicken wurden mit einem Stiftprofilmessgerät (Bruker Dektak) gemessen.

Die Transmissions- und Absorptionsspektren für UV- und sichtbares Licht wurden durch UV-sichtbare Spektrometrie (Jasco V670) bestimmt.

Die elektrischen Eigenschaften wurden durch Hall-Effekt-Messungen mithilfe einer Van-der-Pauw-Messtechnik untersucht. Es wurde eine Sonde vom Typ Lakeshore 8400 mit einem Magnetfeld von 0,56 T verwendet. Die Messungen wurden bei Raumtemperatur, an Luft und bei Atmosphärendruck durchgeführt. Die elektrischen Eigenschaften (einschließlich Ladungsträgermobilität) wurden durch die Hall-Spannung bestimmt, indem sowohl ein Magnetfeld senkrecht zur Probe (dh dem Film) als auch ein Strom durch die Probe angelegt wurden. Durch die Kombination von Stromfluss und Magnetfeld entsteht ein Querstrom. Das resultierende Potenzial wird über die Folie hinweg gemessen.

Zur Analyse der PV-Leistung wurde ein standardmäßiger AM1.5G AAA-Solarsimulator mit 100 mW/cm2 und einer zertifizierten Referenz-Si-Solarzelle eingesetzt (Newport, Inc.). Die Messungen wurden in Umgebungsluft durchgeführt. Eine entsprechende Maske entwarf eine aktive Fläche von 0,16 cm2. IV-Diagramme wurden bei unterschiedlichen Temperaturen zwischen 25 und 75 °C bei Beleuchtung aufgezeichnet (Keithley Modell 2400 Quellenmessgerät). Die Temperaturrampe/Abkühlrate von 3–5 °C/min wurde durch ein Festkörper-Heiz-/Kühlsystem (ThermoCube) übernommen. Die PSCs wurden bei jeder Temperatureinstellung 10 Minuten lang stabilisiert, bevor mit der anschließenden Messung begonnen wurde. Alle Kühl- und/oder Heizschritte wurden unter dunklen Bedingungen durchgeführt.

Zur Stabilität wurde an das Gerät ein Lastwiderstand von 180 Ω angeschlossen. Es wurden Strom-Spannungs-Scans (I-V-Kurve) erfasst. Bei den Messungen wurden keine Filter verwendet. Die Stabilitätsmessung wurde bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 5 % in einer Stickstoffbox durchgeführt. Die EQE-Scans wurden mit einem IPCE-Messsystem erfasst.

Für die Aufzeichnung der Photolumineszenzspektren (PL) wurde ein mit einer CCD-Kamera ausgestattetes iHR320-Fluoreszenzspektrometer (Horiba, Jobin Yvon iHR320) verwendet. Um die Reaktion des absorbierenden Materials von jeglichem anderen Einfluss zu entkoppeln, wurden nach dem gleichen oben beschriebenen Verfahren nur Perowskitfilme auf einem Glassubstrat gezüchtet. Es wurde eine grüne PL-Anregungsquelle mit einer Wellenlänge von 532 nm verwendet, die auf einem diodengepumpten Festkörperlaser (von Laser Quantum) basierte.

Ziel ist es, die Temperaturabhängigkeit der PL-Reaktion der Absorberfilme zu untersuchen. Dazu wurde die Temperatur mit einer Anstiegsrate von 5 °C/min von RT auf 75 °C variiert. Bei jeder Temperatur stabilisieren wir die Temperatur der Probe vor der Messung 5 Minuten lang. Der Laser wurde während der Heiz- und Stabilisierungsintervalle ausgeschaltet, um eine Photodegradation der Proben zu vermeiden. Für alle Temperaturen wurde die PL-Reaktion von derselben Stelle der Probe und mit derselben Belichtungs- und Integrationszeit aufgezeichnet.

Die PSC-Gerätekonfiguration basiert auf der herkömmlichen Architektur, bei der die Schichten auf dem Glassubstrat aus fluordotiertem Zinnoxid (FTO), SnO2, Perowskit, Spiro-OMETAD und Au bestehen, wie in Abb. 9 dargestellt. Es werden FTO-Material und SnO2 verwendet als Anode bzw. ETL, während der Perowskit als Absorberschicht fungiert. Spiro-OMETAD fungiert als HTL und die metallische Kathode besteht aus Au-Kontakt.

(a) Schematische Darstellung der in dieser Studie verwendeten Perowskit-Solarzelle (PSC). (b) Querschnitts-REM-Bild von Cs0,05MA0,10FA0,85Pb(I0,85Br0,15)3 PSC. Der Einschub zeigt ein Foto eines PSC, das repräsentativ für die in unseren Experimenten verwendeten ist.

SnO2-Proben wurden auf Glassubstraten hergestellt, um ausschließlich die Eigenschaften des SnO2-Materials ohne den Einfluss von FTO zu charakterisieren.

Eine Röntgenbeugung mit streifendem Einfall (GIXRD) wurde sowohl für SnO2 im abgeschiedenen Zustand als auch für die getemperten Proben durchgeführt. Der Einfallswinkel der Röntgenquelle wurde auf 0,55° festgelegt, während das 2θ für beide Diffraktogramme von 15° bis 65° abgetastet wurde. Die Schrittgröße wurde auf 0,02° festgelegt und die Scangeschwindigkeit wurde für beide Diffraktogramme auf 2°/min gehalten. Die Röntgenquelle ist Cu K-alpha und ihre Wellenlänge beträgt 1,54 Å. Die GIXRD-Analyse wurde mit Rigaku Smartlab (Japan) durchgeführt.

Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) wurde sowohl an SnO2-Dünnfilmproben im abgeschiedenen Zustand als auch an getemperten SnO2-Dünnschichtproben durchgeführt. Hochauflösende Spektren für Sn3d und O1s wurden mit einer Durchgangsenergie von 20 eV, einer Schrittgröße von 0,1 eV und 5 Perioden (Mittelwert aus 5 Spektren) erstellt, während Übersichtsspektren mit einer Durchgangsenergie von 100 eV, einer Schrittgröße von 1 eV und einer Periode (keine Mittelung) erstellt wurden. . Vor der XPS-Analyse wurden beide Proben zunächst mit einer energiearmen/Atom-Argonclusterquelle gereinigt, um die Oberflächenverunreinigungen zu entfernen, ohne die Oberflächenchemie der SnO2-Dünnschichtproben zu verändern, was durch eine drastische Reduzierung der Kohlenstoffverunreinigung unter Beibehaltung der Sn3d-Spektren bestätigt wird intakt. Es ist erwähnenswert, dass XPS-Geräte mit dreifach reinen Standardproben von Au, Ag und Cu kalibriert werden. Während der Messungen wurden alle Spektren mit C1s referenziert, um alle mit der Oberflächenladung verbundenen Verschiebungen zu korrigieren. Die XPS-Analyse wurde mit Thermo Fisher Scientific-Escalab 250Xi (Vereinigtes Königreich) durchgeführt.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Die Autoren danken den HBKU Core Labs und dem Qatar Environment and Energy Research Institute (QEERI), der Hamad Bin Khalifa University (HBKU) und der Qatar Foundation. BA würdigt den finanziellen Beitrag des Qatar National Research Fund (QNRF), einem Mitglied der Qatar Foundation, durch den Zuschuss Nr. NPRP11S-0117-180330. Die Autoren möchten insbesondere Herrn M. Pasha und Dr. Tong von HBKU Core Labs für die ausführlichen Materialcharakterisierungen danken. Open-Access-Förderung durch die Qatar National Library.

Open-Access-Förderung durch die Qatar National Library.

Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen: Y. Zakaria und B. Aïssa.

Qatar Environment and Energy Research Institute (QEERI), Hamad Bin Khalifa University (HBKU), Qatar Foundation, PO Box 34110, Doha, Katar

Y. Zakaria, B. Aïssa und S. Mansour

ICube-CNRS Laboratory, Universität Straßburg, 67037, Straßburg, Frankreich

Y. Zakaria, T. Fix, S. Ahzi und A. Slaoui

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BA und YZ haben die Experimente entworfen, durchgeführt, die Daten analysiert und die Arbeit geschrieben. BATF, SA, SM und AS trugen zur Datenanalyse bei und überprüften die Papierfassung. BA und YZ überarbeiteten das MS und gingen auf die Kommentare der Gutachter ein.

Korrespondenz mit B. Aïssa.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Zakaria, Y., Aïssa, B., Fix, T. et al. Abscheidung einer mittels HF-Magnetron gesputterten Elektronentransportschicht auf SnO2-Basis bei moderaten Temperaturen für Perowskit-Solarzellen mit drei Kationen. Sci Rep 13, 9100 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35651-1

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Eingegangen: 27. Februar 2023

Angenommen: 22. Mai 2023

Veröffentlicht: 05. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35651-1

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