Ultrathin Buffer Layers of SnO2 by Atomic Layer Deposition: Perfect Blocking Function and Thermal Stability

原子层沉积 无定形固体 X射线光电子能谱 介电谱 材料科学 纳米技术 化学工程 薄膜 光电子学 退火(玻璃) 化学 电化学 复合材料 结晶学 电极 物理化学 工程类
作者
Ladislav Kavan,Ludmilla Steier,Michaël Grätzel
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:121 (1): 342-350 被引量:120
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b09965
摘要

This study pinpoints the advantages of ultrathin electron selective layers (ESL) of SnO2 fabricated by atomic layer deposition (ALD). These layers recently caught attention in planar perovskite solar cells and appear as powerful alternatives to other oxides such as TiO2. Here, we carry out a thorough characterization of the nature of these ultrathin ALD SnO2 layers providing a novel physical insight for the design of various photoelectrodes in perovskite and dye-sensitized solar cells and in photoelectrochemical water splitting. We use a combination of cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, Hall measurements, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, and electron microscopy to analyze the blocking behavior and energetics of as-deposited (low-temperature) and also calcined ALD SnO2 layers. First, we find that the low-temperature ALD-grown SnO2 layers are amorphous and perfectly pinhole-free for thicknesses down to 2 nm. This exceptional blocking behavior of thin ALD SnO2 layers allows photoelectrode designs with even thinner electron selective layers, thus potentially minimizing resistance losses. The compact nature and blocking function of thin SnO2 films are not perturbed by annealing at 450 °C, which is a significant benefit compared to other amorphous ALD oxides. Further on, we show that amorphous and crystalline ALD SnO2 films substantially differ in their flatband (and conduction band) positions—a finding to be taken into account when considering band alignment engineering in solar devices using these high-quality blocking layers.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
爆米花应助neosalius采纳,获得10
刚刚
刚刚
SciGPT应助墨客采纳,获得10
1秒前
2秒前
qweqdsa完成签到,获得积分10
2秒前
李子昂发布了新的文献求助10
2秒前
伶俐松思发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
GC发布了新的文献求助30
3秒前
结实的丹雪完成签到,获得积分10
3秒前
doubleshake发布了新的文献求助10
4秒前
jj发布了新的文献求助10
4秒前
LYT关闭了LYT文献求助
4秒前
4秒前
你再能能比我刘能能完成签到,获得积分10
4秒前
唯美发布了新的文献求助10
5秒前
Zhao完成签到,获得积分20
6秒前
zmj应助寒江雪采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
Lee发布了新的文献求助10
8秒前
刘方欣发布了新的文献求助10
8秒前
科研同路人完成签到,获得积分0
8秒前
doubleshake完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
舒心夜蕾完成签到,获得积分20
9秒前
李子昂完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
non完成签到,获得积分10
10秒前
852应助杨一采纳,获得10
11秒前
外向梦山发布了新的文献求助10
11秒前
long发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
结实的秋天完成签到,获得积分10
13秒前
xunuo完成签到,获得积分10
14秒前
共享精神应助唯美采纳,获得10
14秒前
星辰大海应助lemono_o采纳,获得10
14秒前
恰好发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5532279
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4621012
关于积分的说明 14576204
捐赠科研通 4560859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2498989
邀请新用户注册赠送积分活动 1478948
关于科研通互助平台的介绍 1450218