在无掺杂钙钛矿太阳能电池中实现 20% 功率转换效率的分子空穴传输材料
化学物理
2019-08-14 v1 应用物理
摘要
有机分子空穴传输材料（HTM）因比聚合物和无机器件 HTM 更易以高纯度可重复制备，而对钙钛矿太阳能电池（PSC）的规模化制造颇具吸引力。同时，为避免艰巨的工艺与稳定性问题，也有必要构建无掺杂和添加剂的 PSC。我们在此报道了在倒置（p-i-n）PSC 中使用分子 HTM 且无任何掺杂或中间层实现了 20.6% 的功率转换效率（PCE）。这一新基准得益于以下发现：将含氧化还原活性三苯胺（TPA）单元的螺类无掺杂 HTM（记为 DFH）退火会沿垂直于衬底方向发生优先分子有序化。这种由 DFH 二氧六环基团强分子间相互作用主导的结构有序性带来了高本征空穴迁移率（1x10-3 cm2 V-1 s-1）。DFH 退火薄膜还可使大钙钛矿晶粒（可达 2 um）生长，从而最小化 PSC 中的电荷复合。DFH 还能以任何其他有机 HTM 成本的一小部分被分离制备。
引用
@article{arxiv.1908.04439,
title = {Dopant-free molecular hole transport material that mediates a 20% power conversion efficiency in a perovskite solar cell},
author = {Yang Cao and Yunlong Li and Thomas Morrissey and Brian Lam and Brian O. Patrick and David J. Dvorak and Zhicheng Xia and Timothy L. Kelly and Curtis P. Berlinguette},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04439},
year = {2019}
}