Small:酞菁分子稳定钙钛矿电池界面提高电池性能

纳米技术 太阳能电池技术
纳米疯    2020-12-15    284

  通过在钙钛矿薄膜中修饰半导体性分子,能够抑制薄膜中的缺陷,从而改善钙钛矿太阳能电池的效率、稳定性,有鉴于此,南方科技大学许宗祥、亚利桑那大学Dominic V。 McGrath等报道了通过在CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜中修饰两种酞菁分子(NP‐SC6‐ZnPc and NP‐SC6‐TiOPc),从而太阳能电池的性能得以提高。

  本文要点:

  (1)

  酞菁分子中的S、N、O原子中孤电子对能够和低配位数Pb2+之间形成Lewis酸-碱相互作用,从而抑制钙钛矿薄膜中的缺陷。DFT计算结果显示,NP‐SC6‐ZnPc and NP‐SC6‐TiOPc两种酞菁分子在钙钛矿薄膜的界面上PbI2能够稳定。

  (2)

  通过酞菁分子在界面上的钝化缺陷作用,钙钛矿薄膜的形貌得以改善,并且钙钛矿薄膜结构和品质得以提高,薄膜界面粗糙度降低。加入NP‐SC6‐TiOPc酞菁分子的太阳能电池器件功率从17。67 %提高为19。39 %,而且这种酞菁分子修饰能够提高电池在高湿度、升温条件中的稳定性。

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  参考文献

  Qikun Hu, Ehsan Rezaee, Wangping Xu, Rajendran Ramachandran, Qian Chen, Hu Xu, Tarek EL-Assaad, Dominic V。 McGrath,* and Zong-Xiang Xu*, Dual Defect-Passivation Using Phthalocyanine for Enhanced Efficiency and Stability of Perovskite Solar Cells, Small 2020, 2005216

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