Spiro-OMeTAD
,
2,2',7,7'-
四
-
(二甲氧基二苯胺)
-
螺芴,作为优异的空穴传输材料,在高效钙钛矿太阳能电池中得到广泛应用。其主要问题在于:
1
)成本高;
2
)空穴迁移率偏低;
3
)
薄膜
稳定性不佳
。因此,极大地阻碍了有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的规模化应用。
以
p
型半导体材料
CuSCN
为代表的无机铜盐,由于储量丰富,成本较低,具有良好的导电性、空穴迁移率、热稳定性以及脱溶剂成膜性,逐渐进入研究人员的视野,用于提高
Spiro-OMeTAD
的稳定性。但是,以
Spiro-OMeTAD
作为空穴传输材料,成本还是居高不下。更主要的是,在高功率以及热稳定性方面还是存在不足。
图
1.
利用铜盐掺杂
Spiro-OMeTAD
空穴传输层的空穴迁移率和稳定性
Meng Li, Zhao-Kui Wang, Liang-Sheng
Liao et al. Copper Salts Doped Spiro-OMeTAD for High-Performance Perovskite
Solar Cells. Adv. Energy Mater., 2016, 6, 1601156.
有鉴于此,
M. Ibrahim Dar
和
Michael Grätzel
等人报道了一种以
CuSCN
为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池,可以在降低成本的情况下,稳定实现
>20%
的转化效率。
图2.原始钙钛矿以及CuSCN成膜后钙钛矿的形貌表征
总体来说,这项研究工作的重点在于:
1
)使用
CuSCN
作为为空穴传输材料,降低了钙钛矿太阳能电池整体成本,提高空穴迁移率和热稳定性,实现
>20%
的效率。
2
)发明了一种溶剂法
CuSCN
沉积工艺,使
CuSCN
可以均匀沉积在
CsFAMAPbI
3-x
Br
x
(MA=CH
3
NH
3+
,
FA= CH(NH
2
)
2+
)
钙钛矿层,而所使用的二乙基硫溶剂又不会影响钙钛矿层的质量。
3
)在
CuSCN
和
Au
之间加入具有良好导电性的还原氧化石墨稀空间层,
避免
CuSCN/Au
界面的劣化,
使工作稳定性提高,在
60
℃连续工作
1000