韩国Sang Il Seok团队最新AEM:基于混合空穴传输材料的高稳定和高效的N-I-P结构富锡铅锡卤化物钙钛矿太阳电池

文摘   2024-10-10 21:40   瑞士  

混合铅锡卤化物 (LTH) 钙钛矿太阳能电池 (LTH-PSC) 可以降低全铅基 PSC 的毒性问题,并可能优化带隙以最大程度地提高效率。然而,常用的空穴传输材料 (HTM) 2,2′,7,7′-四(N,N-二对甲氧基苯基胺)9,9′-螺二芴 (Spiro-OMeTAD) 与附加掺杂剂 Li-双(三氟甲烷磺酰基) 酰亚胺 (Li-TFSI) 和 4-叔丁基吡啶 (t-BP) 会恶化 Sn2+ 到 Sn4+ 的氧化,从而导致陷阱形成。基于此,韩国蔚山国立科学技术研究院Sang Il Seok团队在该研究中介绍了一种用于富 Sn LTH-PSC 的新型 Sn 友好型 HTM,将 Spiro-OMeTAD 与 4-异丙基-4′-甲基二苯基碘四(五氟苯基)硼酸盐 (dpi-TPFB) 结合作为掺杂剂,并与聚(3-己基噻吩-2,3-二基) (P3HT) 混合,相关成果于2024年10月8日发表于Advanced Energy Materials期刊。这种混合 HTM 避免了 Li-TFSI 和 t-BP 掺杂剂的有害影响,并利用了 P3HT 的有益疏水特性,P3HT 主要以面朝上的方式驻留在表面上。这种安排不仅增强了电荷传输和提取,而且还通过保护钙钛矿免受环境因素的影响来提高器件稳定性。优化混合 HTM 的 P3HT 浓度实现了 17.27% 的 PCE,这是 n-i-p 结构富 Sn 混合 LTH-PSC 中报道的最高 PCE。该 HTM 还显著提高了设备稳定性,在储存 3000 小时后仍能保持初始 PCE 的 90% 以上,在空气中储存 550 小时的最大功率点跟踪 (MPPT) 下仍能保持 80% 的 PCE。

论文信息:A. M. Risqi, M. Hu, L. Chen, B. Park, J. Park, J. Kim, Z. Yang, S. I. Seok, Highly Stable and Efficient N-I-P Structured Tin-Rich Lead-Tin Halide Perovskite Solar Cells with Blended Hole-Transporting Materials. Adv. Energy Mater. 2024, 2403033. https://doi.org/10.1002/aenm.202403033

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