浙江大学薛晶晶&西湖大学王睿等最新Nature：用于钙钛矿太阳能电池的近融合多环芳烃分子接触

来源：钙钛矿工厂发布时间：2024-07-26 10:23:19

01、研究背景

选择性接触分子已成为确保高效反式钙钛矿太阳能电池的关键组成部分。为了获得理想的载流子传输能力，这些分子大多由一个具有杂原子取代的共轭核组成。到目前为止，较为成功的共轭核的设计结构多限于两个N-取代的π-共轭结构，如：咔唑以及三苯胺。并且，分子优化多围绕其衍生物进行。

02、关键问题

然而，由于这种杂原子取代结构会导致该类分子具有较差的稳定性，阻碍了电池器件寿命的进一步提高。因此，在不影响其电学性能的前提下，研发一种结构更加稳定的选择性接触分子是迫切需要的。

03、研究过程

近日，浙江大学薛晶晶与西湖大学王睿老师团队研发了一种基于芘环的新型芳香族选择性接触分子(Py3)。与迄今为止所有报道的选择性接触分子不同，Py3具有芘环的共轭核心，没有任何杂原子取代，同时在界面上表现出优异的电学特性。其多芳烃结构具有化学惰性和构象刚性，可实现安全的分子界面以实现高效的电荷提取。同时，深入的温度依赖性光谱研究揭示了Py3中分子间堆积的显著增强和非谐波相互作用的抑制，这有助于提高分子接触的性能。

04、研究结果

研究结果表明，基于Py3为空穴传输层结构的器件效率高达26.1%(第三方机构认证为25.7%);在85°C连续加热条件下，基于py3的器件在3000小时老化测试后保留了其初始效率的95%以上;在开路条件、65°C的连续1个太阳光照下对器件进行老化测试，基于Py3的器件在3300 h后仍能维持其初始PCE的98%以上。