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A Dopanta??Free Hole Transporting Layer for Efficient and Stable Planar Perovskite Solar Cells

DOI:10.1002/pssr.202000147 期刊:physica status solidi (RRL) a?? Rapid Research Letters 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: Hybrid organic-inorganic perovskites are attractive materials for the fabrication of efficient thin film solar cells. In order to make perovskite solar cells (PSCs) suitable for commercialization, stability issue should be addressed properly. In this work, we introduce a new dopant-free organic material, PV2000, as a stable hole transporting layer (HTL) for the fabrication of stable and efficient PSCs. For this purpose, we fabricate planar PSCs using a triple-A cation perovskite composition and replace commonly used 2,2′,7,7′ -Tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9′-spirobifluorene (spiro-OMeTAD) HTL by dopant-free PV2000 polymer. Our characterization results disclose that the PV2000 has a great thermal stability, good hole mobility and suitable band alignment that well-matched with the valence band of triple-A cation perovskite. After proper optimization of PV2000 film thickness, we achieve a planar PSC with a maximum power conversion efficiency (PCE) of 18.93%, which is comparable with the spiro-based device (19.62%). Moreover, we further improve the PCE of the PV2000 based device up to 20.5% using a band alignment engineering by deposition thin layer of polyvinylpyrrolidone (PVP) at perovskite/HTL interface. More importantly, we find that the thermal, moisture and operational stabilities of the PSCs with PV2000 HTL are improved drastically as compared to the spiro-based devices, where the PSC with PV2000 retains ~88% of its initial PCE value under continuous illumination for 250 h as compared to the spiro-based one (39%).
作者: Mohammad Mahdi Tavakoli,Huayan Si,Pankaj Yadav,Daniel Prochowicz,Rouhollah Tavakoli
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研究概述 实验方案 设备清单

To address the stability issue in perovskite solar cells (PSCs) by introducing a new dopant-free organic material, PV2000, as a stable hole transporting layer (HTL) for the fabrication of stable and efficient PSCs.

The introduction of PV2000 as a dopant-free HTL in PSCs significantly improves device stability and efficiency, achieving a PCE of up to 20.5% with interface engineering. The PV2000-based PSCs demonstrate excellent moisture, thermal, and operational stabilities, making them a promising candidate for commercialization.

The study focuses on the stability and efficiency improvements of PSCs using PV2000 HTL but does not extensively explore the scalability or cost-effectiveness of the material for large-scale production.

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