【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池经过十几年的发展,光电转换效率已达到25％以上,其中空穴传输材料(HTM)的设计对进一步提高PSCs性能至关重要.目前,有机小分子空穴传输材料高度依赖于甲氧基取代三苯胺,然而甲氧基的引入也带来诸多负面效应,因此,寻找高效且稳定的无甲氧基取代芳胺已经成为该领域的一项重要挑战.到目前为止,低成本、高效且稳定的无甲氧基电子供体仍然比较匮乏,而且,缺少针对无甲氧基供体分子的设计策略,这限制
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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钙钛矿太阳能电池经过十几年的发展,光电转换效率已达到25％以上,其中空穴传输材料(HTM)的设计对进一步提高PSCs性能至关重要.目前,有机小分子空穴传输材料高度依赖于甲氧基取代三苯胺,然而甲氧基的引入也带来诸多负面效应,因此,寻找高效且稳定的无甲氧基取代芳胺已经成为该领域的一项重要挑战.到目前为止,低成本、高效且稳定的无甲氧基电子供体仍然比较匮乏,而且,缺少针对无甲氧基供体分子的设计策略,这限制了无甲氧基HTM的进一步发展.本工作报道了一种新型、低成本的无甲氧基供电基团,5,7-二氢-7,7-二甲基茚并[2,1-b]咔唑(图1),该化合物可商业化购买(CAS number 1257220-47-5).为了提高该类空穴传输材料的性能,我们提出三重π桥策略设计合成了系列空穴传输材料,分别构建了含噻吩-氮吡咯二噻吩-噻吩和噻吩-EDOT-噻吩π桥的M136和M138,同时用具有单一桥和二元桥的M135和M137作为对比.研究发现,三重π桥在茚并[2,1-b]咔唑类空穴传输材料中的应用具有诸多优势.该研究取得的成果包括：1)基于茚并[2,1-b]咔唑的HTMs具有更匹配的HOMO能级和较高的Tg,是一种性能优良的无甲氧基供电基团.2)基于无甲氧基给体采用三重π桥设计的M138,在钙钛矿太阳能电池中取得了21.37％的效率.3)本研究为高效率无甲氧基供体基HTMs的设计提供了新思路.
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