将光电响应扩展到近红外区(NIR)已成为钙钛矿型太阳能电池(PSCs)研究的迫切课题。然而,由于缺乏与之匹配的近红外光伏材料和器件结构,这仍然是一个挑战。近几年来,近红外有机光伏材料和器件(opv)的迅速发展为开发此类太阳能电池提供了新的机遇。为了拓宽PSC的光响应,吉林大学宋宏伟教授课题组将新型PBDB-TF:BTP-4Cl本体-异质结(BHJ)有机层成功杂化到PSC上,从而将器件的光响应扩展到950 nm。另外,为了提高近红外光的利用率,利用局域表面等离子体效应(LSPR)将金纳米棒(Au-NRs)引入有机BHJ层中。
为了进一步提高器件的稳定性,满足溶液竞争的要求,采用MoO3作为空穴传输层来代替传统的Spiro-OMeTAD。采用这种器件后,光电转换效率(PCE)从16.67%显着提高到21.55%,在已报道的有机/钙钛矿杂化太阳能电池,以及采用MoO3作为空穴传输层的器件中,这是最佳效率。钙钛矿/有机/贵金属杂化太阳能电池的光照和湿度稳定性也得到了显著改善。在标准太阳光照射1000h后,器件的PCE仍能维持在初始状态70%以上。这项工作表明,通过钙钛矿/有机/贵金属杂化结构可以有效吸收近红外光,是获得高效稳定PSCs的一种强有力的新方法。
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