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，
- 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。
- 即使对于 1.004 cm2的器件，也能获得22.63%的显著PCE。
- 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。
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
