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Advanced Materials Technologies: 基于高迁移率聚合物界面工程制备高效稳定CsPbI2Br钙钛矿电池

发布:opticseditor    |    2019-09-16 10:54    阅读:587
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界面工程被广泛用于改善有机无机杂化钙钛矿太阳电池的性能,证明是降低钙钛矿缺陷态密度的有效策略。目前,文献报道的界面钝化材料大多是绝缘体,或只具有单一的钝化功能基团。相比于杂化钙钛矿太阳电池,人们对无机钙钛矿电池界面的研究仍然比较少。因此,有必要寻找一种具有缺陷钝化功能、高电荷传输效率且疏水的新型多功能聚合物作为无机钙钛矿太阳电池的界面钝化材料来改善其电池性能。


陕西师范大学刘生忠教授、刘治科教授(共同通讯作者)采用具有高迁移率和多种钝化功能基团的疏水性共轭聚合物(DPP-DTT)作为界面钝化层,有效提高了无机CsPbI2Br太阳电池的效率和稳定性。实验发现,DPP-DTT具有以下功能:(1)通过反溶剂的方法修饰钙钛矿表面,DPP-DTT可以降低无机钙钛矿薄膜的结晶速率,提高其结晶质量。(2)可以作为抑制钙钛矿表面缺陷的有效钝化层,通过硫、氧、氮原子与钙钛矿中未配位的Pb原子配位、键合来抑制钙钛矿表面缺陷的产生。(3)DPP-DTT作为空穴传输材料,具有高的迁移率和合适的价带,在钙钛矿和空穴传输层之间能够有效改善空穴的提取和传输。(4)DPP-DTT作为一种超疏水材料,可以提高钙钛矿薄膜的湿度稳定性。最终,通过DPP-DTT作为界面修饰层实现了钙钛矿薄膜质量和疏水性的大幅度提高,所制备的CsPbI2Br电池的光电转换效率可达到15.14%,在空气中放置22天后,其光电转换效率可以保持在初始效率的95%以上,在85°C连续热应力作用下能承受25 h以上。

相关工作以“A High Mobility Conjugated Polymer Enables Air and Thermally Stable CsPbI2Br Perovskite Solar Cells with an Efficiency Exceeding 15%”为题,发表在Advanced Materials Technologies (DOI: 10.1002/admt.201900311)上。刘生忠教授、刘治科教授为共同通讯作者,硕士研究生赵欢、杨少敏为共同第一作者。

来源:materialsviewschina

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