新型稠环电子受体的界面修饰对钙钛矿太阳能电池性能的影响

摘要：

钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)因具有能量转换效率(power conversion efficiency,PCE)高、成本低、易于大面积制造等优点而被科学家们广泛关注.氧化物电子传输层的合理界面设计及修饰对提高器件的PCE和工作长期稳定性有着十分重要的意义.因此,本文采用一种含有烷基噻吩基侧链的稠环电子受体材料3,9-二(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰甲烯基)-茚酮))-5,5,11,11-四(5-己基噻吩)-二噻吩并[2,3-d∶2',3'-d']-s-引达省[1,2-b∶5,6-b']二噻吩(3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(5-hexylthienyl)-dithieno[2,3-d∶2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b∶5,6-b']dithiophene,ITIC-Th)修饰TiO2电子传输层,制备高效稳定的平面结PSCs.研究结果显示,ITIC-Th的界面修饰改善了TiO2薄膜的形貌、接触角等性质,促进了钙钛矿晶粒的高质量生长,大幅度减少了器件表界面的电荷复合,明显提升了光生载流子的抽取率和输运效率,使经ITIC-Th界面修饰的PSC的PCE从未经界面修饰的15.43％显著提高到18.91％.与此同时,器件稳定性的研究结果显示,在室温和湿度为30％的条件下,经ITIC-Th界面修饰的PSC的PCE在放置约1000 h后依然保持原来的90％,明显高于未经界面修饰的PSC.研究结果对PSC光伏性能的提升具有重要的实际应用价值和学术意义.

关键词：稠环电子受体、ITIC-Th、钙钛矿太阳能电池、界面修饰

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资助基金：国家自然科学基金;陕西省重点科技创新团队计划;陕西省重点研发计划;福建省科技厅高校产学合作项目

在线出版日期：2020-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1887-1895