Angew:用于稳定 n-i-p 钙钛矿太阳能电池的球形阴离子 P-掺杂剂

文摘   2025-01-06 08:42   福建  

Li-TFSI/t-BP 是当前最广泛使用的孔传输材料(HTMs)中的 p 型掺杂剂,特别是在最先进的钙钛矿太阳能电池(PSCs)中。然而,其掺杂不均匀性,以及掺杂剂的吸湿性和迁移性,导致器件稳定性和性能受到限制。

本研究瑞士洛桑联邦理工学院Mohammad Kahaj Khaja Nazeeruddin等人报告了使用一种由半径和形状调控的球形阴离子作为替代线性 TFSI− 阴离子的 p 型掺杂剂。理论和实验结果表明,球形阴离子显著增强了孔传输材料的掺杂效果,这是由于较大偶极子之间的电子转移增强所致。增强的电子转移导致 Pb-6p 缺陷轨道发生变化,从而使陷阱态变浅。与 TFSI− 阴离子相比,球形阴离子的线性结构和较大的范德华半径,以及球形结构提供了更强的疏水性和更高的迁移障碍,保护了钙钛矿材料。使用四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸钠(Na-TBPF)可以增强钙钛矿太阳能电池的热稳定性和环境稳定性。

采用形状和半径调控的 p 型掺杂剂制造的器件,CJ-01 和 spiro-OMeTAD 的效率分别达到了 24.49% 和 24.31%,这代表了迄今为止有机掺杂剂的最高效率值。本研究强调了球形阴离子作为 p 型掺杂剂的巧妙设计。

Guang Shao, Zu-Kun Zhou, Dian Wang, Shang-Gen Yang, Hui-Juan Yu, Jun-Feng Qu, Jing Xiao, Zhi-Zheng Wu, Jun-Jie zhang, Lifen Peng, Qurat Ul Ain Ul Ain, Ammar Ahmed Ahmed Khan, Yu Chen, Hua Yang, Zeliang Qiu, Ruiyuan Hu, Khalid A Alamry Alamry, Jianxing Xia, Yi Zhang, Mohammad Kahaj Khaja Nazeeruddin, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202420535.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202420535

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