秦天石教授Angew:新型的HTL自聚合螺型界面分子实现高效和长期稳定性PSCs

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在追求高效钙钛矿太阳能电池的过程中,spiro-OMeTAD已经证明了记录的功率转换效率(PCE),然而,稳定性问题仍然是制约其商业发展的瓶颈之一。

在这项研究中,我院秦天石教授、南京工业大学王芳芳和复旦大学杨迎国等人成功地合成了一种新型的自聚合螺型界面分子,称为 poly-v-spiro。与spiro-OMeTAD相比,线性排列的分子表现出更强的分子间相互作用和更高的固有空穴迁移率。重要的是,poly-v-spiro中的乙烯基能够原位聚合,在钙钛矿薄膜表面形成聚合物保护层,这在抑制水分降解和离子迁移方面被证明非常有效。

基于poly-v-spiro的器件实现了24.54%的效率,1.173 V的开路电压和81.11%的填充因子,这要归功于缺陷密度的降低、能级对准和高效的界面空穴提取。此外,未封装器件的运行稳定性显著增强,即使在大约 60% 的湿度下 2000 小时或在连续 AM 1.5G 阳光照射下 1250 小时后,初始效率仍保持在 90% 以上。这项工作提出了一种通过创新的界面设计实现PSCs高效和长期稳定性的综合方法。

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