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CEJ:调控钙钛矿/PCBM界面以实现高效稳定的倒置钙钛矿太阳能电池

知光谷  · 公众号  ·  · 2025-03-09 07:48

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在高效倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中,富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)通常被用作电子传输层(ETL)。然而,其钝化效果不足、表面覆盖差以及能级不匹配等问题限制了PSCs的功率转换效率(PCE)和稳定性的提升。

本文 河北工程大学Qing Wang、 中国科学院 Chunming Hu和蒋 克健等人 提出了一种多功能界面调控策略,通过在钙钛矿和PCBM层之间引入二甲基2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸酯(DMCBPy)来改善PSCs的光伏性能。DMCBPy中的2,2'-联吡啶可以通过配位作用强烈锚定钙钛矿表面未配位的Pb2+离子,而DMCBPy中的甲酯基团可以调节钙钛矿的表面极性并改善PCBM的覆盖。此外,DMCBPy的引入可以调控界面能级排列,减少非辐射复合。

最终,所制备的器件实现了25.04%的最高PCE,并在85°C的氮气环境中老化1000小时后仍保持了约90%的初始效率。

文章亮点总结

多功能界面调控策略: 本文提出了一种通过引入DMCBPy作为钙钛矿和PCBM层之间的界面层,有效钝化钙钛矿表面缺陷并改善PCBM覆盖的多功能界面调控策略。

减少非辐射复合: DMCBPy的引入不仅能够钝化钙钛矿表面的缺陷,还能调控界面能级排列,减少非辐射复合,从而显著提升器件的光伏性能。

高稳定性: 经过DMCBPy处理的钙钛矿太阳能电池在85°C的氮气环境中老化1000小时后,仍能保持约90%的初始效率,表现出优异的环境稳定性。



Mengling Xia, Yuzhu Li, Yinsheng Xu, Guangda Niu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425448.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202425448



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