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用于掺杂 Spiro-OMeTAD 的组合物调节剂

2022 Adv. Energy Mater.:钙钛矿太阳能电池达24.19%的出色PCE!透过掺杂Spiro-OMeTAD的成分调节剂

SS-X 太阳光模拟器使效率突破成为可能!

因精准才能顶尖!

  Advanced Energy Materials (IF 29.698) 近期刊登一项研究。使双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐和4-叔丁基吡啶所形成的掺杂Spiro-OMeTAD空穴传输层(HTL),并在钙钛矿薄膜上进行苯乙基碘化铵表面处理,一直主导着钙钛矿太阳能电池(pero-SC)创纪录的功率转换效率(PCE)。然而,不稳定的HTL组合物和碘化物盐会导致器件严重退化。HTL薄膜的表面会因为双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐的吸湿性与4-叔丁基吡啶的挥发性而劣化;且碘离子盐会加速I-迁移,使得钙钛矿活性层降解,这些都不利于钙钛矿太阳能电池商业化。在此篇研究中,研究团队设计出一种HTL组合调节剂(CCA),Spiro-BD-2OEG,它包含类似Spiro-OMeTAD的主链、功能性吡啶单元和寡(乙二醇)链。这种精心设计的CCA与Spiro-OMeTAD及其掺杂剂具有良好的混溶性,并通过弱键相互作用充当调理剂。因此,CCA调节的HTL展现出无针孔且光滑的形态,具有增强的 Spiro-OMeTAD有序性并提高了掺杂剂稳定性。此外,HTL中的梯度分布CCA可以缩小与钙钛矿价带的能级偏移。

  文章透过使用光焱科技的太阳光模拟器、QE-R量子效率测量系统与其他仪器协助量测。结果发现,

    1. 由此产生的pero-SC在没有任何界面处理的情况下表现出24.19%的出色的PCE,而且尺寸依赖性很弱。
    2. 即使对于 1.004 cm2的器件,也能获得22.63%的显著PCE。
    3. 重要的是,该策略显示出良好的通用性,并大幅促进了基于经典掺杂Spiro-OMeTAD的pero-SC的长期稳定性。

 

  光焱科技量子效率测量系统除了用于太阳能电池的 EQE(External Quantum Efficiency)光谱分析,同时对于太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流,也提供了 Jsc(short-circuit current density)的比对,以证明实验的准确性。光焱科技的太阳光模拟器与 KA6000 软件,也同时提供了短路电流对时间变化的监控,以证明太阳能电池的稳定!

Spiro-BD-2OEG的合成路线

d-Spiro-OMeTAD 和 Spiro:OEG 设备的 EQE 光谱。

d-Spiro-OMeTAD 和 Spiro:OEG 设备的 EQE 光谱。

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由此产生的pero-SC在没有任何介面处理的情况下表现出24.19%的出色的PCE。

推荐仪器:太阳光模拟器QE-R 量子效率测量系统

推荐软件:KA6000 钙钛矿太阳能电池 IV 测量和分析软件

本文关键词:钙钛矿太阳能电池、perovskite solar cell、空穴传输层、hole transport layer、量子效率、Quantum Efficiency、太阳光模拟器、solar simulator、sun simulator

原文:https://doi.org/10.1002/aenm.202202207

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