鈣鈦礦和電荷傳輸層之間的弱鍵合導致界面缺陷,阻礙電荷轉移并限制鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的效率和穩定性。為了解決這個問題,揚州大學丁建寧、江蘇大學程明、德國研究所柏林亥姆霍茲中心Li Guixiang設計了兩種鹵代螺[芴-9,9′-噸]基分子(SFX-DM-F和SFX-DM-Cl)作為鈣鈦礦和空穴傳輸材料(HTM)之間的界面層。
本文要點:
1) 作者通過第一性原理模擬和實驗表明,這些鹵化界面層提高了鈣鈦礦Pb(II)和HTM之間的接觸穩定性,并且提高了電荷轉移效率。中間層的結構與HTM相似,并且增強了界面空穴轉移,從而有利于空穴傳輸。
2) 基于SFX-DM-Cl的PSC實現了24.8%(0.0625 cm2)和23.1%(1 cm2)的功率轉換效率。即使在15–20%的相對濕度下運行2000小時,未封裝的PSC仍保持其初始效率的94%。
Aili Wang et.al Halogenated Hole Selective Contact Enhances Interfacial Weak Bonding of Perovskite Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202400640
https://doi.org/10.1002/aenm.202400640