Advanced Sustainable Systems:采得日中精——氟硼小分子修饰助力高性能钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池凭借其迅速上升的器件效率、优异的光电性能、简单的制作工艺、吸光材料的低廉成本等诸多优势受到广泛的关注,被认为是目前最有应用前景的新型太阳能器件之一。经过短短十多年的发展,其光电转换效率已提高到25%以上,极大促进了实用化进程。

空穴传输材料的性能调控是实现高效率钙钛矿太阳能电池器件的重要途径之一,在倒置钙钛矿太阳能电池中,理想的空穴传输层需要具备如下性质:匹配的轨道能级、一定的润湿性、优异的透光性和良好的空穴传输能力。在常见的空穴传输材料中,共轭聚电解质薄膜具有良好的水润湿性、优秀的透光性等优点,但其存在空穴传输能力较弱和过度团聚的问题。

汕头大学鲁福身教授课题组与山东大学酒同钢教授课题组合作,针对上述问题提出了一种水溶性小分子修饰共轭聚电解质的策略:使用三(五氟苯基)硼烷(TPB)修饰聚噻吩酸钾(P3CT-K)薄膜,TPB作为路易斯酸,有效调控了P3CT-K的聚集行为。两者间相互作用提供了空穴传输的优化通道,最终在甲胺铅碘基倒置钙钛矿太阳能器件中实现了20.7%的光电转换效率。

此项研究将会为小分子修饰共轭聚电解质打开了一扇窗户,并为基于共轭聚电解质有机空穴传输材料的光电器件性能提高提供新的思路。越来越多的小分子修饰材料,将会为纷繁妙曼的光电材料世界奏响新的乐章。

论文信息:

Tris(pentafluorophenyl)borane-Modified P3CT-K as an Efficient Hole-Transport Layer for Inverted Planar MAPbI3 Perovskite Solar Cells

Gengshu You, Le Liu, Jin Wang, Min Zhao, Chengjie Zhao, Xu Cai, Jin Tang, Fushen Lu*, Tonggang Jiu*

Advanced Sustainable Systems

DOI: 10.1002/adsu.202100107

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adsu.202100107