优化木质素磺酸接枝聚苯胺作为倒置CH₃NH₃PbI₃钙钛矿太阳能电池的空穴传输层

摘要： 通过低温溶液法制备的木质素磺酸接枝、聚苯胺掺杂樟脑磺酸（LS-PANI-CSA）导电聚合物，被探索作为倒置单阳离子-阴离子CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的高效空穴传输层（HTL）。本研究通过采用二甲基亚砜（DMSO）作为处理溶剂来调控LS-PANI-CSA薄膜的形貌和功函数，从而优化了太阳能电池的性能。结果表明，DMSO洗涤增强了LS-PANI-CSA薄膜的电子性能并提高了其疏水性——这对钙钛矿生长至关重要。沉积在DMSO处理的LS-PANI-CSA层上的钙钛矿活性层比未处理的LS-PANI-CSA具有更高的结晶度（晶粒尺寸>5微米）、更均匀完整的表面覆盖、极低的针孔密度和PbI2残留。这些改进带来了更高的器件性能和稳定性。当采用15纳米厚度的DMSO处理LS-PANI-CSA作为HTL时，在ITO/LS-PANI-CSA/MAPbI3/PCBM/BCP/Ag倒置器件结构中获得了10.8%的最高光电转换效率。这相比未处理LS-PANI-CSA基器件（5.18%）有显著提升，也略优于PEDOT:PSS基器件（9.48%）。此外，基于处理后LS-PANI-CSA的钙钛矿器件相比未处理LS-PANI-CSA和PEDOT:PSS HTL基器件展现出更高的稳定性。