English | NanjingTech | Contact
成果直击    
  研究方向   
  科研项目   
  科研平台   
  成果直击   
  分析测试中心   

当前位置: 网站首页 科学研究 成果直击 正文
陈志宽教授课题组发表应用于钙钛矿的新型空穴传输材料的新研究
 添加时间:2017/06/28 发布: 管理员
二维码

扫描二维码,在手机中查看。

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其制备工艺简单、成本低廉、高效率等优势得到广泛的关注。短短的几年时间,PSCs的光电转换效率已经超过22%,成为当今光伏领域最重要的研究热点之一。在高效的传统n-i-p 型 PSCs 中,空穴传输材料(HTMs)作为钙钛矿晶体和金属电极之间重要的界面层,在促进空穴的提取、传输以及抑制钙钛矿和HTMs界面处的载流子复合等方面起着非常重要的作用,可以显著地地提高器件的性能。一系列小分子和聚合物HTMs也相继被合成和报道,然而以Spiro-MeOTAD为代表的大部分有机HTMs,合成复杂不易提纯,并且往往需要掺杂4-叔丁基吡啶、有机锂盐和钴的配合物等添加剂来改善其迁移率,从而获得较好的器件性能。添加剂的使用不仅使器件的制备过程更加复杂化,且对PSCs的稳定性和寿命有不利影响,复杂的工艺无疑会提高工业化成本。因此,发展低成本的非掺杂HTMs对推进PSCs技术未来的商业应用尤为重要。目前,IDT、IDTT结构单元被广泛的应用于在OTFT/OPV领域,因其有较大的π共轭体系,严格的共平面结构,基于IDT、IDTT的有机材料通常有较高的电荷迁移率,和较强的分子间相互作用,并且这些化合物具能隙较低,有较宽的光吸取和较高的摩尔消光系数,这有利于提高太阳能电池的短路电流。IAM 团队陈志宽教授课题组设计并合成了非掺杂HTMs,将富电子基团的TPA结构与具有较大π共轭系统的IDT、IDTT结合,构筑新型免掺杂HTMs应用于PSCs。该类化合物合成原料成本低廉,合成步骤简单且产率较高。三芳胺中氮原子为sp3杂化,呈现三角锥体结构,较大的空间位阻效应使得多数含有三芳胺结构的光电材料分子间距离较大,迁移率较低。因此大家利用IDT、IDTT的严格的共平面结构形成有效的π-π堆积,从而增加材料空穴迁移率和导电性。同时分子主干上的烷基链增加材料的溶解性和疏水性。该类化合物具有好的溶解性和成膜性、合适的HOMO 和LUMO 能级以及较高的空穴迁移率,使得这类非共轭聚合物可作为免掺杂的HTM应用于PSCs中。基于IDTT-TPA的钙钛矿太阳能电池转化效率达到了15.7%,与IDT-TPA相比有较小的迟滞现象。IDTT-TPA有较好的器件性能和较高的空穴迁移率(6.46 × 10?4 cm2 V?1 s?1),这得益于IDTT延伸的共平面稠环结构,同时这也有利于π电子离域,使分子有序排列,增强分子间π…π(3.321 ?)相互作用。相关工作近期发表在环境与能源国际专业期刊ChemSusChem, 20017, DOI: 10.1002/cssc.201700197上。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.201700197/pdf


Copyright ? 2017-2019 三昇体育平台_三昇体育(唯一)官网 All rights reserved.

官方微信
地址:南京市新模范马路5号138信箱 总共访问:   [旧版回顾]
电话: 025-83587982 邮件:iam@njtech.edu.cn
 
XML 地图 | Sitemap 地图