碳钙钛矿太阳能电池（C-PSCs）是一种有前景的光伏技术，能够解决与商业硅太阳能电池竞争所需的长期操作稳定性。然而，碳电极与钙钛矿层之间较差的界面接触导致了C-PSC的性能与基于金属背电极的钙钛矿太阳能电池之间存在差距。在本研究中，洛桑联邦理工学院Mohammad Kahaj Khaja Nazeeruddin等人将铜（II）酞菁（CuPc）重新作为一种有效的空穴输运材料（HTM），能够与碳电极耦合。特别地，基于计算研究和VASP计算，发现CuPc的四方结构能够通过N原子和Cu原子分别与钙钛矿层中的Pb和I原子有效配位。
通过系统地优化CuPc HTL溶液的浓度，并筛选CuPc HTL与两种类型碳电极的耦合效果（分别基于碳黑：石墨混合物和还原氧化石墨烯），最终达到了最高的光电转换效率（PCE）为21.4%。此外，实验表明，在85°C的热老化条件下，器件表现出令人满意的稳定性；超过200小时后，PCE损失为20%；在常温下进行20天的贮存老化，PCE损失为1.3%（ISOS-D-1）。这些发现对于开发具有竞争力的商业化C-PSCs具有重要意义，因为它们结合了高光电转换效率和稳定性。
High-Efficiency (21.4%) Carbon Perovskite Solar Cells via Cathode Interface Engineering by using CuPc Hole-Transporting Layers
Zohreh Zaman, Hashem Shahroosvand, Sebastiano Bellani, Francesco Bonaccorso, Mohammad Kahaj Khaja Nazeeruddin
First published: 17 January 2025
https://doi.org/10.1002/ange.202425191
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