PMMA:F4-TCNQ修饰PTAA空穴传输层实现高效钙钛矿太阳能电池

【作者】 胡李纳； 张龙龙； 戴震； 崔艳霞； 蔡林峰； 朱福荣； 郝玉英；

【机构】 太原理工大学新型传感器与智能控制重点实验室； 香港浸会大学物理系；

【摘要】 本工作报道了采用PMMA掺杂F4TCNQ（PMMA:F4-TCNQ）作为PTAA空穴传输层（HTL）的界面修饰层,来提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率。研究表明,PMMA分子在PTAA/钙钛矿界面上产生界面偶极子。由于N原子具有很强的给电子性,PTAA更容易被氧化形成缺电子的N⁺自由基,具有电正性。PMMA是一种极性分子,酯基偶极矩与C=O键反平行。PMMA分子中的酯基与PTAA分子中的缺电子N+自由基之间产生静电相互作用,导致PTAA/钙钛矿界面形成PMMA界面偶极子。该界面偶极子增加了PSCs中的内置电场,导致开路电压增加了60 mV。在绝缘性的PMMA中掺入F4-TCNQ,可以通过形成PMMA能级中间态进一步促进空穴的提取。此外,PMMA和F4-TCNQ可以钝化钙钛矿界面缺陷,促进钙钛矿结晶。结果表明,PMMA:F4-TCNQ修饰后的反式MAPbI₃基PSCs的光电转换效率超过20%,明显高于无修饰层对照器件（～17%）。此外,PSCs的稳定性也得到了有效提高。更多还原