稳定高效钙钛电池通过π-共轭路易斯基聚合物诱导缺陷钝化和载流子抽取

【作者】 秦平力； 杨光； 方国家； 李刚；

【机构】 武汉工程大学理学院； 武汉大学物理学院； 香港理工大学电子与资信工程系；

【摘要】 高质量无针孔的钙钛矿薄膜是最佳的结晶形貌,对取得高效率、稳定性好的钙钛矿太阳能电池是至关重要。我们制备结构为FTO/SnO₂/perovskite/spiro-OMeTAD/Au的钙钛矿电池。PBDB-T是当前非富勒烯有机聚合物太阳能电池中的一个明星分子。在钙钛矿薄膜制备过程中,将p型π-共轭的聚合物PBDB-T溶入氯苯中,利用反溶剂法引入很少量的有机聚合物高分子PBDB-T。在钙钛矿薄膜形成过程中,我们发现π-共轭的聚合物PBDB-T是一个简单而有效的模板剂。分子中的氧原子与钙钛矿中未配位的铅原子可形成路易斯复合物,在钙钛矿前辈薄膜中触发异相成核,并钝化混合钙钛矿的缺陷态。PBDB-T聚合物填充钙钛矿中的晶界,它的p型导电性能提高了载流子迁移,增加薄膜的导电性;它的强疏水性时阻止湿气浸入钙钛矿光敏层。结果,利用PBDB-T反溶剂法修饰的钙钛矿太阳能电池取得近20%电池效率,器件表现出优异的稳定性—在干燥空气中存放150天,电池效率依然保持原效率的90%。更多还原