双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐(Li-TFSI)通常用作有效掺杂剂,以提高Spiro-OMeTAD在最先进的n-i-p钙钛矿太阳能电池(PSC)中的电导率和空穴迁移率.然而,由于Li+离子的超吸湿性和迁移性,这种掺杂会严重导致器件不稳定。埃尔兰根 -纽伦堡的弗里德里希亚历山大大学Ning Li和电子科技大学Chunyang Jia等人展示了一种具有疏水性和高迁移势垒的氟化 Fe(F20TPP)Cl 作为替代掺杂 Spiro-OMeTAD 中的 Li-TFSI 的潜在替代品。
本文要点:
1)优化后的PSC显示出高达21.53%的冠军功率转换效率,稳定效率超过21%。
2)此外,PSCs 的长期稳定性显著提高,器件在100 mW cm-2连续白光发光二极管照明下900小时后仍保持其初始效率的84%。在环境中没有封装的器件在50天后仍保持其初始效率的89%。
3)该工作通过结合模拟和实验研究解决了基于 Li-TFSI 的 PSC 的内在和外在不稳定性的基本问题。
4)在这项工作中为Spiro-OMeTAD开发的新型掺杂剂Fe(F20TPP)Cl可以有效地满足未来光伏应用的需求,具有良好的效率和器件稳定性。
Junsheng Luo, et al. Molecular Doping of a Hole-Transporting Material for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells, Chemistry of Materials, 2022
DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c02920
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.1c02920