中國粉體網(wǎng)訊 近年來，鈣鈦礦太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率從最初的3.8%迅速增長到了23.7%且鈣鈦礦太陽電池制備工藝簡單，充分展現(xiàn)出了其巨大的應(yīng)用前景。
目前最為高效的鈣鈦礦太陽電池通常是多層結(jié)構(gòu)，鈣鈦礦吸光層位于電子傳輸層和空穴傳輸層之間�？昭▊鬏攲釉谄骷衅鹬龠M(jìn)載流子在鈣鈦礦和空穴傳輸材料界面分離、傳輸空穴、促進(jìn)鈣鈦礦結(jié)晶和保護(hù)鈣鈦礦層等重要作用，對器件的效率和穩(wěn)定性影響巨大。
雖然大量無機(jī)及聚合物空穴傳輸材料已被應(yīng)用到鈣鈦礦太陽電池，但是由于小分子材料具有聚合物可以溶液加工，結(jié)構(gòu)多樣化等優(yōu)點(diǎn)，又因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)確定，避免了批次差異，重復(fù)性好，因此研究最為廣泛，基于此類材料的器件展現(xiàn)出較好的性能。其中小分子spiro-OMeTAD是鈣鈦礦太陽電池中最為高效的空穴傳輸材料，但是其價格昂貴、水氧穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制了該分子的應(yīng)用。另一方面，眾多研究也表明spiro-OMeTAD不能有效鈍化鈣鈦礦薄膜表面缺陷態(tài)，限制了鈣鈦礦太陽電池器件效率和穩(wěn)定性的進(jìn)一步提升。
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針對上述問題，華北電力大學(xué)劉雪朋等將具有鈍化鈣鈦礦薄膜表面缺陷態(tài)功能的吡啶單元引入到咔唑-三苯胺類小分子中，開發(fā)了一系列廉價的新型小分子空穴傳輸材料。利用吡啶基團(tuán)與鈣鈦礦材料之間的相互作用，改善界面接觸，使HTM同時具備鈍化鈣鈦礦薄膜表面缺陷態(tài)和傳輸空穴的雙重作用，在避免鈣鈦礦缺陷態(tài)鈍化材料使用的情況下，減少該界面處（鈣鈦礦/HTM）缺陷態(tài)密度，最終得到了光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到18.45%鈣鈦礦太陽電池器件。另外，由于吡啶單元可以有效鈍化鈣鈦礦薄膜表面的缺陷態(tài)，器件穩(wěn)定性顯著提升。
其工作表明在空穴傳輸材料上引入鈣鈦礦缺陷態(tài)鈍化基團(tuán)對提升器件效率和穩(wěn)定性的優(yōu)勢，并對其他鈣鈦礦缺陷態(tài)鈍化基團(tuán)（如氨基、氰基、羧基等）引入到鈣鈦礦太陽電池中載流子傳輸材料和界面修飾材料做出來展望，為進(jìn)一步提升鈣鈦礦太陽電池器件性能提供了新思路。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/小虎）
