分子摻雜對于鈣鈦礦材料消除缺陷位點(diǎn)濃度、改善界面層間電荷轉(zhuǎn)移而言是一種重要手段。青島科技大學(xué)周忠敏、張林寶、王莉等報(bào)道發(fā)展一種在鈣鈦礦材料中摻雜有機(jī)小分子的新型策略，這種有機(jī)分子表現(xiàn)為三元稠環(huán)結(jié)構(gòu)，該分子能夠與鈣鈦礦材料中配位不飽和的Pb2+位點(diǎn)之間表現(xiàn)非常強(qiáng)的π-Pb2+分子間相互作用。作者通過DFT計(jì)算驗(yàn)證，這種相互作用能夠有效的降低鈣鈦礦材料中的缺陷濃度，抑制非輻射復(fù)合，改善太陽能電池性能。

這種π-Pb2+之間的相互作用增強(qiáng)界面電位，因此摻雜能夠?qū)е骡}鈦礦的功函降低，促進(jìn)空穴向空穴傳輸層中的轉(zhuǎn)移效率。因此，修飾有機(jī)分子的器件實(shí)現(xiàn)了21.14 %的電池效率，而且有效的降低回滯效應(yīng)（回滯效應(yīng)為0.3 %，對比電池的回滯效應(yīng)達(dá)到9.9 %）。修飾有機(jī)分子的器件正掃/反掃的效率分別為21.41 %和21.34 %；對比未修飾有機(jī)分子的器件正掃/反掃的效率分別為20.22 %和18.22 %。

器件在20 %的濕度儲存1300 h后的性能保持~94 %，對比電池的性能保持在~87 %。這種三元稠環(huán)結(jié)構(gòu)有機(jī)摻雜分子為設(shè)計(jì)太陽能電池器件性能提供經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

Li-rong Wen, Yi Rao, Mingzhe Zhu, Ruitao Li, Jingbo Zhan, Linbao Zhang,* Li Wang,* Ming Li, Shuping Pang, zhongmin zhou,* Reducing defects density and enhancing hole extraction for efficient perovskite solar cells enabled by π-Pb2+ interaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202102096

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202102096