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大连化物所“裁剪”出新型钙钛矿太阳电池空穴传输材料

2018-09-11
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大连化物所“裁剪”出新型钙钛矿太阳电池空穴传输材料

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近日,大连化物所郭鑫研究员和李灿院士团队,在钙钛矿太阳电池空穴传输材料的开发方面取得新进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》上,并被选为VIP(VeryImportantPaper)论文。

据了解,有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因其较高的光电转换效率受到广泛关注,其中空穴传输材料(HTM)在提升器件效率方面发挥着重要作用。

目前应用最为广泛的空穴传输材料是Sprio-OMeTAD,但该分子的对称性较高,易于结晶而导致其薄膜稳定性差且存在针孔缺陷,这不仅降低了器件的稳定性,还不适用于大面积器件的制备,极大限制了其在钙钛矿太阳电池中的应用。 为解决上述问题,在前期工作的基础上,该团队基于“降低分子对称性,提高薄膜形态稳定性”的思想,从原来Sprio-OMeTAD的内核“裁剪”出低对称的新螺环核——螺茚,外围结合咔唑类树枝单元,成功合成了新型空穴传输分子Spiro-I。

相比于准球形的Sprio-OMeTAD,该新分子呈现V型结构和更低的分子对称性,因此分子的结晶倾向被有效抑制,同时更容易形成无针孔的高质量薄膜。 将Spiro-I作为HTM制备钙钛矿太阳电池,在大面积器件和器件稳定性方面的表现均优于经典材料Sprio-OMeTAD。 此外,该分子合成成本更低,器件加工过程中使用量少,有利于降低电池的整体成本。

这一工作为制备高效、稳定、低成本的钙钛矿太阳电池提供了新的空穴传输材料,也为空穴传输材料的分子设计提供了新思路,将有助于推动钙钛矿太阳电池的进一步发展。

(中国日报大连记者站)。

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