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用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的聚合物型、低成本、无掺杂空穴传输材料

DOI:10.1021/jacs.9b08424 期刊:Journal of the American Chemical Society 出版年份:2019 更新时间:2025-09-11 14:15:04
摘要: 钙钛矿太阳能电池(PSCs)在过去十年中因其卓越的光电性能和简便的加工工艺而实现了前所未有的飞跃式发展。然而,昂贵空穴传输材料(HTMs)的使用以及吸湿性掺杂剂引发的不可避免的不稳定性,成为阻碍其进一步商业化的关键问题。本研究设计并应用了一系列低成本共轭聚合物作为PSCs中的无掺杂HTMs,这些材料具有可调能级、优异的温度和湿度耐受性以及卓越的光电性能。深入研究表明,这些聚合物在促进电荷分离、钝化钙钛矿材料表面陷阱位点以及保障器件长期稳定性方面发挥着关键且多方面的作用。采用浓度仅为5 mg/mL的无掺杂P3聚合物时,实现了20.3%的稳定功率转换效率(PCE)并显著提升了器件寿命,使该器件成为目前基于无掺杂HTMs构建的最佳PSC体系之一。此外,基于P3制备的柔性PSCs也展现出16.2%的PCE。这项工作为开发具有商业可行性的稳定高效PSCs开辟了新途径。
作者: Fuguo Zhang,Zhaoyang Yao,Yaxiao Guo,Yuanyuan Li,Jan Bergstrand,Calvin J. Brett,Bin Cai,Alireza Hajian,Yu Guo,Xichuan Yang,James M. Gardner,Jerker Widengren,Stephan V. Roth,Lars Kloo,Licheng Sun
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