|
唐卫华&陈聪AEM：多功能自组装分子实现高效宽带隙钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池导语：低成本钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一种非常有前景的薄膜光伏技术，目前在单结器件中实现了25.7%的高PCE，甚至与商业晶体硅太阳能电池不相上下。 更多光电前沿资讯和材料，可关注微信公众号“有机光电前沿”与“知研光电材料”。文中所涉及众多材料知研均有销售，详情请联系客服。唐卫华&陈聪AEM：多功能自组装分子实现高效宽带隙钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池 文献直通车请点击链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。 唐卫华团队CEJ:烷氧基侧链与氯化端基共同影响非稠环受体分子性能 唐卫华等人Chem. Eng. J.:采用IDIC作为第三组分实现高性能大面积厚活性层三元有机太阳能电池 唐卫华等人Small:新型简单小分子作为第三组分实现高性能三元OSC 中科院化学所侯剑辉团队Small Methods：新型非稠环受体助力高性能有机光伏电池 江西师大陈义旺&廖勋凡AM：三元聚合和区域异构策略构建高效三元聚合物给体，实现高性能有机太阳能电池 1.前言回顾 低成本钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一种非常有前景的薄膜光伏技术，目前在单结器件中实现了25.7%的高PCE，甚至与商业晶体硅太阳能电池不相上下。通过相关工程化改造，可以将钙钛矿的光学带隙（Eg）从1.25 eV调节到2.3 eV，因此对于制备串联太阳能电池（TSCs）非常有吸引力，串联太阳能电池可以克服单结太阳能电池的Shockley–Queisser（S–Q）极限（33%），从而实现更高的效率。 除了PSCs，有机太阳能电池（OSCs）也是另一个研究热点，其具有低材料损耗、溶液处理和柔性基板兼容性。得益于新材料、界面改性和器件工程的发展，近年来OSCs取得了巨大突破，单结电池器件的PCE超过19%。然而，最广泛使用的空穴传输材料（HTM）即PEDOT:PSS具有一些缺点，如可能会导致电阻损失，并增强界面层中的电压降，同时它的酸性会引起ITO的腐蚀，导致In3+扩散到活性层中。PEDOT:PSS的高吸湿性也使其相对容易受到湿气和氧气的进入，并在一定程度上倾向于加速其与ITO界面的降解，这对器件稳定性不利。在这种情况下，开发一种新型合适的HTM是特别需要的，可以作为解决上述挑战的明智方法。
图1.分子结构与基本性质 2.文献简介 有鉴于此，近日，南京理工大学/厦门大学唐卫华教授、四川大学陈聪特聘副研究员等人开发了一种通用的基于自组装分子的HTM：BCBBr-C4PA，可与用于高性能宽带隙（WBG）PSCs的PTAA和用于OSCs的PEDOT:PSS相媲美。通过在分子设计中结合不对称共轭骨架和溴化策略，BCBBr-C4PA表现出提高的溶解度和较大的偶极矩。当其作为HTM时，表现出增强的界面电荷转移和抑制的非辐射复合损失。因此，所制备的WBG PSCs实现了18.63%的高PCE，并显著提高了操作稳定性（连续工作250小时后PCE保持率超过90%），是目前WBG PSCs的最高PCE之一（Eg>1.75 eV）。
图2.两种HTM的性质对比 更重要的是，在全钙钛矿串联太阳能电池中，BCBBr-C4PA仍能展示相应的优点，并在4端（4-T）器件中获得了26.24%的高PCE。此外，基于BCBBr-C4PA的体异质结OSCs在PM6:BTP-eC9体系中获得了18.84%的最高PCE，并且对于基于PM6:Y6（16.78%）和PM6:BTP-BO-4Cl（17.48%）的器件具有良好的通用性。此外，即使将器件面积增加到0.5 cm2（0.71 cm×0.71 cm），BCBBr-C4PA仍然可以实现高效率（16.33%），这表明其具有制备大型器件的兼容性。
图3.BCBBr-C4P用于OSCs器件 3.文献总结 综上，这项研究强调了新型自组装分子的设计重要性，可以用于应对溶液处理化大面积高效稳定太阳能电池的挑战。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Advanced Energy Materials》上，题为“Versatile Self-Assembled Molecule Enables High-Efficiency Wide-Bandgap Perovskite Solar Cells and Organic Solar Cells”。 本文关键词：有机太阳能电池，钙钛矿太阳能电池，空穴传输材料，自组装单层。 4.材料推荐
PM6
Y6
L8-BO |
