钙钛矿太阳能电池的工作稳定性较低是限制钙钛矿太阳能进一步发展的主要因素,有机半导体层能够增强界面的强度,并且有效的阻碍离子迁移。
有鉴于此,华南理工大学严克友教授、上海交通大学Yao Wang、太原理工大学郭鹍鹏教授、中国科学院金属研究所Jianhang Qiu等报道发展了两种空穴传输层分子,pDPA-SFX和m-DPA-SFX。间位取代修饰的mDPA-SFX分子比对位取代的pDPA-SFX具有更大的偶极矩,更有序的堆叠结构,更高的载流子迁移,而且在钙钛矿层的表面具有更强的界面成键,抑制离子传输。
本文要点
(1)
mDPA-FSX构筑的钙钛矿太阳能电池的效率从22.5 %显著提高至24.8 %,面积为24.8 %的模块实现了19.26 %的效率。
(2)
在最大功率点连续工作1000 h后,电池的效率仍达到94.8 %。在2238 h工作后,性能衰减至80 %(MPPT T80)。这项工作说明有机分子结构的微小变化能够产生显著的影响,这项研究为发展稳定的新型钙钛矿太阳能电池器件提供帮助。
参考文献
Zheng Zhang, Chenghao Duan, Sijing Wang, Tianyou Xie, Feilin Zou, Yang Luo, Ruijia Tang, Kunpeng Guo, Ligang Yuan, Kaicheng Zhang, Yao Wang, Jianhang Qiu, Keyou Yan, Molecular Design of Hole Transport Materials to Immobilize Ion Motion for Photostable Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202412042
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202412042