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Ligand-free rutile and anatase TiO2 nanocrystals as electron extraction layers for high performance inverted polymer solar cells

机译：无配体的金红石和锐钛矿型TiO 2 纳米晶体作为高性能倒置聚合物太阳能电池的电子提取层

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Ligand-free rutile and anatase TiO2 nanocrystals have been synthesized through a hydrolytic sol–gel reaction. The morphology, crystal structure, elemental composition and band structure of the obtained nanocrystals are characterized by transmission electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, ultraviolet photoelectron spectroscopy and UV-visible absorption spectroscopy. These two kinds of nanocrystals could serve as electron extraction layers for improving the performance in inverted polymer solar cells. Compared with the device fabricated by using amorphous TiO2 (6.11%) and rutile TiO2 (6.93%), the device based on anatase TiO2 shows a significant enhancement in power conversion efficiency (7.85%). Meanwhile, the ideal current–voltage model for a single heterojunction solar cell is applied to clarify the junction property of the cell. The model demonstrates that the device based on anatase TiO2 has effective electron extraction and hole-blocking properties.
机译：通过水解溶胶-凝胶反应合成了无配体的金红石和锐钛矿型TiO 2 纳米晶体。通过透射电子显微镜，X射线衍射，X射线光电子能谱，紫外光电子能谱和UV-可见吸收光谱来表征所获得的纳米晶体的形态，晶体结构，元素组成和能带结构。这两种纳米晶体可以用作电子提取层，以改善倒置聚合物太阳能电池的性能。与使用非晶TiO 2 （6.11％）和金红石TiO 2 （6.93％）制成的器件相比，基于锐钛矿型TiO 2 的器件显示出功率转换效率的显着提高（7.85％）。同时，应用了单个异质结太阳能电池的理想电流-电压模型来阐明电池的结特性。该模型表明，基于锐钛矿型TiO 2 的器件具有有效的电子萃取和空穴阻挡性能。

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