Spiro-OMeTAD空穴传输层影响CsPbI3全无机钙钛矿电池稳定性研究

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单位浙江理工大学
来源第九届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
出版年2022
摘要
2,2’,7,7’-四(N-N-双-对甲氧基苯胺)-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)是钙钛矿太阳能电池体系应用最广泛的空穴传输层,但其传统添加剂三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)具有吸湿性,4-叔丁基吡啶(TBP)对钙钛矿具有腐蚀性。这些添加剂的存在会吸附水分从而导致下层钙钛矿的降解,并且其本身具有挥发性,会在Spiro-OMeTAD薄膜上留下孔洞导致水分渗透,限制了钙钛矿太阳能电池器件的长期稳定性。由于CsPbI3对湿度极其敏感,在室温水分的催化下黑相CsPbI3(Eg=~1.7eV)很容易变成黄相(Eg=~2.75 e V),所以TBP和LiTFSI对CsPbI3钙钛矿太阳能电池的负面影响尤为显著。在本论文中,我们评估了Spiro-OMeTAD中各组分对CsPbI3的影响,并将LiTFSI:TBP从传统经验摩尔比1:6优化为1:4,从而让LiTFSI与TBP发生完全络合,抑制LiTFSI水解、TBP挥发及其对CsPbI3的腐蚀作用。通过这些添加剂工程,空穴传输层对钙钛矿的负面影响被抑制,界面接触特性得以改善,电荷传输能力也大大提升,最终优化后的器件光电转换效率从6.63%提高到10.61%,并且在存储30天后仍然能保持其初始PCE的81%。我们通过对Spiro-OMeTAD添加剂进行优化,可以实现LiTFSI和TBP之间的完全协调,并降低添加剂对钙钛矿薄膜的负面影响,为提高钙钛矿太阳能电池的光电性能提供了一种简便可行的方法。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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