陕西师范大学刘治科团队最新AEM:通过空穴传输层改性实现CsPbI3钙钛矿太阳能电池的高开路电压和效率

文摘   2024-12-27 22:15   北京  
双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐(Li-TFSI)和4-叔丁基吡啶(t-BP)共掺杂2,2′,7,7′-四(N,N-二对甲氧基苯胺)-9,9′-螺二芴(Spiro-OMeTAD)是一种非常经典和占主导地位的空穴传输层(HTL),用于制造高效钙钛矿太阳能电池(PSC)。然而,基于PSC的Spiro OMeTAD通常表现出较差的稳定性,这是由于易发生离子迁移的吸湿性Li TFSI、挥发性t-BP和在空气中耗时的氧化。基于此,陕西师范大学刘治科团队设计疏水性1,2-双(全氟吡啶-4-基)二硫烷(BPFPDS)用于优化Spiro-OMeTAD,相关成果发表于Advanced Energy Materials期刊。BPFPDS和Li-TFSI之间的S-Li、F-Li和N-Li协同相互作用抑制了Li+离子的迁移,BPFPDS的疏水性平衡了Li-TFSI的湿度敏感性,从而防止了Li+离子和水分子腐蚀钙钛矿层。此外,BPFPDS和t-BP之间的F-N超分子相互作用限制了t-BP的挥发性,从而间接阻止了Li+离子的迁移。因此,经BPFPDS处理的CsPbI3 PSC产生了21.95%的可观效率和1.29V的令人印象深刻的开路电压(VOC)。经BPFPDS-处理的器件在空气中老化3000小时和在最大功率点跟踪1200小时后分别保持了96%和98%的效率。
论文信息:Z. Fan, Y. Duan, M. Wu, H. Zou, Y. Yao, Y. Li, D. Xu, J. Tan, Y. Li, H. Wang, Y. Wang, Z. Xie, H. Lei, Z. Wang, T. Zhao, Q. Peng, S. Liu, Z. Liu, High Open-Circuit Voltage and Efficiency CsPbI3 Perovskite Solar Cells Achieved by Hole Transport Layer Modification. Adv. Energy Mater. 2024, 2405360.  https://doi.org/10.1002/aenm.202405360
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