锡基钙钛矿材料,因其出色的性能和无铅环保的特性,被视为钙钛矿太阳能电池(PSCs)领域的一颗璀璨新星。然而,尽管在体材料优化方面已取得了显著成就,锡基钙钛矿与电荷传输层之间的界面问题仍是制约器件性能进一步提升的关键因素。针对这一挑战,西北工业大学材料学院的王洪强教授、佟宇教授和王昆教授带领其科研团队,通过在锡基钙钛矿/C₆₀界面巧妙地引入哌嗪二氢碘化物(PDI)和二茂铁(Fc),成功优化了界面电荷传输特性。
具体而言,PDI分子中的PD+与甲脒离子(FA+)在界面处发生相互作用,形成了协同界面偶极,而Fc分子则与C₆₀分子之间通过π–π共轭作用实现了紧密连接。这些效应协同作用,显著提升了锡基钙钛矿/C₆₀界面的电子提取效率,并有效降低了能量损失。因此,锡基PSCs的光电转换效率(PCE)从原先的10.62%大幅提升至13.65%,同时器件的稳定性也得到了显著提升。
这项研究不仅揭示了协同界面调控在锡基PSCs中的关键作用,也为实现高效且环保的钙钛矿光伏技术提供了新的思路和方向。王洪强教授、佟宇教授和王昆教授及其团队的这一创新成果,无疑将为锡基PSCs的未来应用奠定坚实基础,并推动钙钛矿太阳能电池技术的持续发展。
文献信息:
Synergistic Interfacial Dipole and π-Conjugation Effects Enable Efficient Tin Perovskite Solar Cells
Feng Yang,Kun Wang,Yang Yang,Yali Chen,Ziyong Kang,Tianxiang Li,Riming Sun,Yu Tong,Hongqiang Wang
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c01498
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