Solid-State Electronics 刊发
秦平力老师课题组
Spiro-OMeTAD改性于n-i-p型钙钛矿太阳能电池的研究
导读
2024年8月31日
Solid-State Electronics
在线刊发了武汉工程大学秦平力老师课题组题为
《Sprio-OMeTAD Anchoring Perovskite
For Gradual Homojunction In Stable
Perovskite Solar Cells》
的研究论文。论文共同第一作者为硕士生王梓逸和袁浡博，论文第一单位为武汉工程大学。
摘要
界面能量修正在界面缺陷钝化和最佳界面能级匹配中的作用被认为是一个关键方面。通过这种策略可以提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能和耐久性。本研究通过氯苯抗溶剂策略将Spiro-OMeTAD[2,2 ',7,7 ' -四（N， N-二对甲氧基苯胺）-9,9 ' -螺旋-双芴]移到自旋钙钛矿前驱体膜上。研究发现，Spiro-OMeTAD不仅作为晶界上的填充物，而且作为钙钛晶粒上的覆盖层，进而形成钙钛矿与Spiro-OMeTAD空穴传输层之间的逐渐同结界面，通过Pb2+和C-O基团之间的反应，使Spiro-OMeTAD固定钙钛矿，从而降低界面势垒，获得两者之间进行空穴迁移和收集的最佳界面能级匹配。此外，这些填料或覆盖物可以防止水分侵入钙钛矿。因此，对应的PSC达到了24.46%的冠军效率，并且在储存224天后保持了超过88%的初始效率。
研究内容
研究成果
综上所述，将常见的空穴输运材料Spiro-OMeTAD引入到氯苯中，通过一步反溶剂法在钙钛矿前驱体上触发非均相成核，从而获得高质量的钙钛矿薄膜。Spiro-OMeTAD不仅可以在GB处填充，而且可以覆盖钙钛矿颗粒。重要的是，从钙钛矿到Spiro-OMeTAD空穴传输层可以形成渐变的同结界面。Pb2+和C-O基团之间的反应可以生成Spiro-OMeTAD锚定钙钛矿，降低了界面势垒，并获得了它们之间用于空穴迁移和收集的最佳界面能级匹配。借助Spiro-OMeTAD的疏水性，这些填料或覆盖物可以防止水分侵入钙钛矿。结果表明，在1.186 V Voc、24.91 mA/cm2 Jsc和82.9% FF条件下，相应的PSCs获得了24.46%的效率，并且与控制器件相比具有更好的存储稳定性、光稳定性和热稳定性。
作者简介
|第一通讯作者简介：
秦平力 武汉工程大学
秦平力，男，汉族，博士，教授，中共党员，第二届武汉工程大学青年骨干教师。2006年广西大学凝聚态物理专业硕士研究生毕业，2012年武汉大学微电子学与固体电子学专业博士毕业，同年晋升副教授。2012-2018年先后在武汉大学和香港理工大学从事博士后研究工作，主要研究光学功能材料与太阳电池器件。2019年12月晋升教授。在国内外期刊发表被SCI收录论文80多篇，其中以第一作者身份在国际顶级期刊Advanced Materials(IF=30.849), Advanced Functional Materials (IF=18.808), Journal of Materials Chemistry A (IF=12.732)上发表多篇论文，引用次数3500次，H因子31。目前的主要研究方向为硫化物金属纳米材料与钙钛矿电池
|第一作者简介：
王梓逸 武汉工程大学（已毕业）
王梓逸，2021年9月进入武汉工程大学秦平力老师课题组，攻读硕士学位，现已顺利毕业。主要研究方向为铜基金属化合物钝化钙钛矿太阳能电池，实现离子钝化体系，对铜基金属化合物组成、结构及转化规律的新认识。
|共同第一作者简介：
袁浡博 武汉工程大学
袁浡博，2023年9月进入武汉工程大学秦平力老师课题组，攻读硕士学位。主要研究方向为硼酸基团化合物钝化钙钛矿太阳能电池，致力于调控埋底界面，实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池。
