倒置钙钛矿太阳能电池中有机空穴传输材料的研究

【作者】 吴飞； 卢慧强； 李淑芳； 杨阳； 朱琳娜；

【机构】 西南大学材料与能源学院；

【摘要】 钙钛矿太阳能电池以其高光电转换效率,制备简单,成本低等优势受到太阳能电池领域的广泛关注,其光电转换效率在短短十年的时间从最初的3.8%迅速增长至25.5%。钙钛矿电池器件根据载流子传输方向不同可分为正置和倒置两种结构,如图1所示。近年来倒置PVSCs由于其低温溶液旋涂工艺,制备过程简单,有望应用于柔性器件等优点,受到越来越多的关注。且目前倒置钙钛矿电池其性能相比正置器件还有进一步提升的空间。倒置钙钛矿太阳能电池中,空穴传输层从钙钛矿层中提取空穴并将其传输至电极,同时,还可提供良好的界面接触,减少界面处的电荷复合,此外,空穴传输层位于钙钛矿层下方,还会直接影响到钙钛矿晶粒的生长情况及钙钛矿薄膜质量。因此,从空穴传输材料的角度,通过分子工程调控材料性能,使其具有更合适的能级以及更高的空穴传输性能,同时,通过空穴传输材料对钙钛矿层的影响,也可有效提高倒置器件的光电转换效率和稳定性。本工作围绕有机空穴传输材料的设计合成及其在倒置钙钛矿电池中的应用展开,介绍了我们课题组近期取得的一些成果。一方面,在商业化空穴传输材料的基础上通过适当的修饰或添加剂的引入对其性能进行优化及改进;另一方面,设计合成了新型的有机小分子/聚合物空穴传输材料应用于倒置钙钛矿电池,研究不同分子结构对其性能的影响。通过这样两种途径来优化空穴传输材料性能,最终提高倒置钙钛矿电池器件的光电转换效率和稳定性。更多还原