研究目的
通过溶剂工程使用无添加剂的螺-OMeTAD空穴传输材料（HTM），在厘米级钙钛矿太阳能电池（PSCs）中实现高效率和热稳定性。
研究成果
该研究成功证明，在厘米级钙钛矿太阳能电池中，使用五氯乙烷作为螺-OMeTAD沉积溶剂且不添加任何添加剂，可实现高效率并显著提升热稳定性。这一发现为开发稳定高效的钙钛矿太阳能电池（PSCs）以实现商业化开辟了新途径。
研究不足
该研究承认五氯乙烷的毒性，并建议需要毒性较低的替代品，这些替代品能够通过自由基反应氧化螺-OMeTAD。
无掺杂螺-OMeTAD空穴传输层的溶剂工程：实现高效且热稳定的厘米级钙钛矿太阳能电池
DOI：10.1021/acsami.9b21177
期刊：ACS Applied Materials & Interfaces
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
高效性和环境稳定性是钙钛矿太阳能电池（PSCs）商业化必须满足的性能要求。本研究通过简单地将常用氯苯溶剂替换为五氯乙烷（PC），采用无添加剂的2,2',7,7'-四[N,N-二(对甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴（spiro-OMeTAD）空穴传输材料（HTM），实现了具有改进稳定性的高效厘米级PSCs。使用从PC中浇铸的无添加剂spiro-OMeTAD层，PSCs在模拟AM 1.5G 1太阳光照下、孔径为1.00 cm2时实现了16.1%的稳定功率转换效率。X射线分析表明，五氯乙烷中的氯自由基部分转移到spiro-OMeTAD并保留在HTM薄膜中，从而提高了导电性。此外，未封装的、具有厘米级活性面积且从PC中浇铸的PSCs在80°C下老化500小时后，其初始PCE保留了>70%，而对照器件保留率不到20%。老化电池的形貌和X射线分析显示，使用从PC中浇铸的spiro-OMeTAD层的电池中，钙钛矿和HTM层几乎未发生变化，而对照电池则发生了严重降解。本研究不仅揭示了在HTM添加剂存在下PSCs的分解机制，还为自由基掺杂开辟了广泛的有机半导体应用前景。
作者：
Min Hu，Xuelian Wu，Wen Liang Tan，Boer Tan，Andrew D Scully，Lei Ding，Cai Zhou，Yuli Xiong，Fuzhi Huang，Alexandr N. Simonov，Udo Bach，Yi-Bing Cheng，Shengxiang Wang，Jianfeng Lu
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