AEM：通过基于聚芳烃的空穴选择性层减轻界面缺陷和电荷传输损失

知光谷 · 公众号 · · 2024-11-30 07:58

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印度理工学院马德拉斯分校 Parthasarathy Venkatakrishnan, 东海大学Yuan Jay Chang和明基理工大学Chih-Ping Chen等人 研究设计并合成了非平面、螺旋形的六芳基苯（HAB）化合物K5-36和基于六苯并六环苯（HBC）的K5-13（具有环化核心），作为具有成本效益和高产率的空穴选择性层（HSLs）用于钙钛矿太阳能电池（PSC）。

通过采用p–i–n器件结构（ITO/4PADCB/HAB或HBC（有或没有）/钙钛矿/PDADI/PC61BM/BCP/Ag），研究了合成材料与自组装单分子层（4PADCB）之间的相互作用，阐明了影响宽带隙Cs0.18FA0.82Pb(I0.8Br0.2)3钙钛矿生长的机制。K5-36促进了宽钙钛矿薄膜的生长，具有更大的晶粒和更低的缺陷密度，同时促进了空穴选择性层与钙钛矿界面的能级对准。这些改进有效抑制了非辐射复合，导致在AM 1.5G条件下，开路电压提高到1.2V，功率转换效率（PCE）超过20%。在3000K LED（1000 lux）照射下，基于4PADCB/K5-36的PSC的PCE显著从38.02 ± 0.38%（4PADCB PSC）提高到41.80 ± 0.57%。

此外，集成4PADCB/K5-36和4PADCB/K5-13的PSC在存放70天后，保持了约88.5%和98.2%的初始PCE。这些研究结果突出了基于聚芳烃的空穴选择性层作为提高PSC效率和稳定性的有前景的策略。

T. Wu, T. B. Raju, J. Shang, L. Wu, J. T. Song, C. A. M. Senevirathne, A. Staykov, S. Wang, S. Ida, N. Shibayama, T. Miyasaka, T. Matsushima, Z. Guo, Lattice Matching Anchoring of Hole-Selective Molecule on Halide Perovskite Surfaces for n-i-p Solar Cells. Adv. Mater. 2024, 2414576.

https://doi.org/10.1002/adma.202414576