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作者:管理员    发布于:2022-06-07 15:33    文字:【】【】【

  首页。杏鑫娱乐平台。首页,原标题:【能源】D-A-π-A型有机敏化剂界面钝化的高效稳定的钙钛矿太阳能电池

  有机无机杂化钙钛矿太阳能电池 (Perovskite Solar Cells, PSCs) 以其制备成本低、工艺简便、高光电转换效率 (Power conversion efficiency, PCE) 等优点引起了人们的广泛关注,其认证效率高达25.5%。然而,溶液法制备得到的多晶钙钛矿薄膜在表面和晶界处不可避免的会存在大量的离子缺陷,主要表现为有机阳离子或卤化物阴离子的缺失而形成的缺陷。这些缺陷将作为非辐射复合中心,俘获光生载流子,造成能量的损失,并且这些缺陷更容易受到水分和氧气的影响,导致钙钛矿的分解,从而限制了PSCs的发展。鉴于此,界面钝化工程被认为是一种有效减少钙钛矿的缺陷,从而提高器件的光伏性能和长期稳定性的方法。

  近期,福州大学魏明灯教授课题组将带有喹喔啉附加受体的D-A-π-A 型敏化剂作为钝化剂引入到钙钛矿薄膜中。通过研究发现,在MM-4分子结构中,附加受体与噻吩π桥的二面角较小,使其分子结构具有更好的平面性,有利于促进电子从给体转移到受体,从而增加末端的羧酸基团的电子密度,这将有利于MM-4与配位不完全的Pb2+作用,因此,可以更有效地减少钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷。最终,经MM-4钝化的PSCs的光伏性能得到了明显的提高,其中VOC从1.02 V 提升至1.08 V,并获得PCE为20.31%的最佳器件。此外,具有长烷基链的MM-4敏化剂可以增强钙钛矿薄膜表面的疏水性,有效防止水分渗透到钙钛矿内,从而提高钙钛矿器件的稳定性。在15±5% RH下存放70天后,器件仍保持其初始效率的92.3%,且在50-60% RH下放置550 h后,器件仍保持其初始效率的77.5%。因此,该工作将为设计钝化剂分子结构以获得到高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新的思路。

  图1. (a)钙钛矿器件的结构图及MM-4敏化剂钝化钙钛矿的示意图(MM-4末端的羧酸基团与Pb2+作用), (b) MM-4分子的静电势分布图,(c)不同敏化剂钝化的最佳器件的 J-V 曲线。

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