福師大安明偉AFM：FF突破87%，PCE 25.8%！蔻衍生物界面修飾助力倒置PSCs！

主要內(nèi)容：

鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）和長期穩(wěn)定性，在很大程度上取決于空穴傳輸層（HTLs）的形貌、化學(xué)以及光電特性。目前，氧化鎳（NiOx）被公認(rèn)為**鈣鈦礦太陽能電池中*有效的空穴傳輸層材料。然而，高價鎳物種與鈣鈦礦組分之間強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)性，會在 NiOx/鈣鈦礦平面異質(zhì)結(jié)中引發(fā)界面缺陷、降低空穴傳輸效率，進(jìn)而導(dǎo)致化學(xué)穩(wěn)定性變差等問題。

廈門大學(xué) Bin-Wen Chen 教授與福建師范大學(xué)安明偉教授、邢舟教授分別帶領(lǐng)各自團(tuán)隊，針對上述問題展開研究。他們首次成功合成了兩種氨基封端的蔻衍生物，并將其應(yīng)用于修飾倒置鈣鈦礦太陽能電池中 NiOx/Cs0.05(FA0.95MA0.05)0.95Pb(I0.95Br0.05)3（FA：甲脒，MA：甲基胺）的界面。研究結(jié)果顯示，相較于原始的 NiOx 空穴傳輸層，蔻銨化合物顯著增強(qiáng)了空穴傳輸動力學(xué)，減少了界面能量損失，使電池的光電轉(zhuǎn)換效率超過 25.8%，同時大幅提升了器件的長期運(yùn)行穩(wěn)定性。

值得一提的是，優(yōu)化后的器件實現(xiàn)了 0.87 的填充因子，這一數(shù)值在目前已報道的基于 NiOx 空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池中位居前列。在本研究中，團(tuán)隊設(shè)計并合成了這兩種新型蔻衍生物，將其引入到氧化鎳（NiOx）空穴傳輸層中，成功開發(fā)出高性能的倒置鈣鈦礦太陽能電池（PSCs），*終獲得了高達(dá) 0.87 的填充因子（FF）和超過 25.8% 的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。此外，器件穩(wěn)定性的顯著提升，主要歸因于對鈣鈦礦層與高反應(yīng)性 Ni3? 物種之間不利界面反應(yīng)的有效抑制。

這些研究結(jié)果充分表明，基于蔻的界面材料在解決倒置鈣鈦礦太陽能電池界面挑戰(zhàn)方面具有顯著效果和巨大潛力。團(tuán)隊強(qiáng)烈建議進(jìn)一步深入探索這些具有吸引力的蔻材料，特別是通過分子設(shè)計和性能優(yōu)化，以推動開發(fā)出性能更優(yōu)、運(yùn)行穩(wěn)定性更高的鈣鈦礦太陽能電池。

文獻(xiàn)信息：

Corannulene-Derivative-Interfaced Inverted Perovskite Solar Cells with a Fill Factor above 0.87

Ajuan Fan, Mingwei An, Ting-Kuo Zhang, Jian-Biao Fan, Han-Rui Tian, Peng Du, Bin-Wen Chen, Juan Xia, Yang-Kai Huang, Jun-Hang Fu, Yang Wang, Zhou Xing

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202510193

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