【摘 要】
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目前,钙钛矿太阳能电池按结构分类,主要分为正置结构钙钛矿太阳能电池(n-i-p)和反置钙钛矿太阳能电池(p-i-n).目前适用于n-i-p结构钙钛矿电池的空穴传输材料,在分子设计上通常引入高度共轭结构,以获得高电导率和空穴迁移率.然而,在p-i-n结构钙钛矿电池中,一般沉积较薄的非掺杂空穴传输层(一般小于50 nm),当所需空穴传输层很薄时,分子的高度共轭结构不利于形成薄膜形态稳定的致密薄膜.因此
【机 构】
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天津理工大学化学化工学院有机太阳能电池与光化学转换重点实验室
【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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目前,钙钛矿太阳能电池按结构分类,主要分为正置结构钙钛矿太阳能电池(n-i-p)和反置钙钛矿太阳能电池(p-i-n).目前适用于n-i-p结构钙钛矿电池的空穴传输材料,在分子设计上通常引入高度共轭结构,以获得高电导率和空穴迁移率.然而,在p-i-n结构钙钛矿电池中,一般沉积较薄的非掺杂空穴传输层(一般小于50 nm),当所需空穴传输层很薄时,分子的高度共轭结构不利于形成薄膜形态稳定的致密薄膜.因此,目前能够同时适用于n-i-p和p-i-n两种结构钙钛矿电池的有机空穴传输材料非常少,使得空穴传输材料的应用范围受限,不利于工业化大规模应用和可持续发展.基于此,本论文设计合成以芳胺为电子给体,以菲并咪唑为母核的小分子PI-2,如下图所示.实验结果发现,PI-2的菲并咪唑母核具有共平面π延伸体系,促进了分子间π-π相互作用,实现了高空穴迁移率.此外,具有较低分子对称性的PI-2形成了光滑致密且平整性佳的非晶态空穴薄膜.使用PI-2制备的p-i-n结构PSCs获得了19.11％的光电转换效率,n-i-p结构PSCs的效率达到21.65％,分别超过了相同条件下的明星分子PTAA (19.01％)和Spiro-OMeTAD (21.07％).
其他文献
本摘要主要介绍添加剂的分子设计用于表/界面缺陷钝化的新策略,用于制备具有优异光电性能的钙钛矿薄膜,结合刮涂法制备高效稳定的钙钛矿太阳电池.特别地,开发了一系列有机胺分子添加剂,通过调节碳链长度以及胺基团与钙钛矿材料的相互作用,能够对多种钙钛矿组分的晶界或表面缺陷进行精准高效钝化,促进钙钛矿/电子传输层界面的电荷传输,并同时提高钙钛矿薄膜的质量和疏水性.另外,利用无机金属卤化物盐对钙钛矿薄膜进行表面
The electron transport layer (ETL) plays an important role of a buffer layer in the efficient n-i-p planar heterojunction perovskite solar cells (PSCs).Recently,a new ETL,(CH3)2Sn(COOH)2 (CSCO),with a
尽管钙钛矿太阳能电池的效率目前已高达25％，要实现效率的进一步提升却越发困难.而作为限制效率提升最主要的一个瓶颈，缺陷引起的载流子非辐射复合需要被最大限度地降低.大量的实验表明在贫碘的合成条件下杂化钙钛矿中存在着可作为非辐射复合中心的点缺陷，但这到底是何种缺陷目前尚不清楚.通过系统的量子力学第一性原理计算发现[1]：在最典型的杂化钙钛矿MAPbI3中氢空位非常容易形成，并可以引起非常强的载流子非辐
在过去的十年中,有机-无机钙钛矿太阳能电池(PSC)取得了显著进展,光电转换效率(PCE)从3.8％提高到25.2％[1].尽管如此,含有毒元素铅和由热/光/湿气引起的PSC的长期不稳定性仍然是其应用的主要缺点.因此,无毒且稳定PSC对未来的商业化具有重要的意义[2].最近研究表明,与含铅的钙钛矿太阳能电池相比,无铅MBI太阳能电池表现出出色的稳定性.然而,这种材料制备的薄膜内部产生大量的缺陷,间
Herein,(121)-oriented CsPbBr3 perovskite films were successfully obtained by using HBr as the additive for PbBr2 precursor solution in the two-step solution method.Detailed investigations indicate tha
It is very important to exclude impurities during the material preparation process for the production of high-quality optoelectronic devices.For the all-ambient solution-processed CsPbBr3 films,unexpe
钙钛矿太阳能电池中不同层之间的能级差以及界面处的缺陷会引起电荷累积以及复合现象，这造成界面能量损耗从而限制了器件效率的进一步提高.基于此，我们课题组开展了利用噻吩基自组装单分子层降低SnO2/MAPbI3界面处能量损耗从而制备高效稳定钙钛矿太阳能电池的工作[1].在这项工作中，我们通过引入三种可溶液加工的噻吩基单分子层，优化SnO2电子传输层的表面电子状态并改善MAPbI3薄膜的质量来降低钙钛矿太
发光单元和发电单元相结合的光伏发光技术，对综合提高设备使用效能具有重要意义。本报告阐述表界面缺陷浓度和异质界面对钙钛矿光伏发光性能的影响规律，针对表界面缺陷和能级匹配问题，提出了平带异质结、界面层修饰和钝化等策略，减少非辐射复合，制备光伏发光一体化器件，为促进智能显示技术发展提供新的技术支撑。
相对于有机-无机杂化钙钛矿太阳电池(PSCs)在高温、光照和潮湿环境下易分解失效而言，全无机钙钛矿材料具有更为出色的热稳定性[1]，但是其湿稳定性却影响效率和稳定性的进一步提升，阻碍商业化进展.尤其是钙钛矿薄膜暴露在外的表面和晶界往往具有较低的结晶质量、更多的原子悬键和缺陷态，从而提供了大量的湿度腐蚀通道，成为钙钛矿分解的初始位置[2].为此，我们把季铵盐十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)应用到钙钛
过量的碘化铅(PbI2)作为钙钛矿薄膜中的一种缺陷钝化材料,有助于提高钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)的载流子寿命并且能减少卤化物空位。然而,过量的PbI2也是一把双刃剑,在连续沉积法制备的钙钛矿薄膜中,过量的PbI2分布在薄膜表面或上下界面附近,由于PbI2的光分解和表面能垒的形成将阻碍器件中的电荷传输,导致器件性能受限,并加速器件的降解。受到配体工程调