博士研究生成沁蓉在Angew. Chem. Int. Ed.上发表研究论文
时间: 2025-06-02 发布者: 文章来源: 苏州大学可穿戴能源与智能光电器件实验室 审核人: 浏览次数: 47

钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)作为一种光电转换效率高、成本低的新型太阳能电池技术,近年来发展迅速。然而,大规模生产高效稳定的钙钛矿太阳能电池仍面临诸多挑战,尤其是n-i-p型钙钛矿太阳能电池。目前,常用的掺杂空穴传输材料(HTM)如Spiro-OMeTAD存在稳定性问题,限制了其商业化应用。非掺杂有机HTMs因其高稳定性而被视为理想替代品,但它们的薄膜厚度通常较薄(30-100 nm),在大规模生产时难以保证均匀性,容易导致电荷载流子积累和复合,影响电池性能。因此,开发能够实现大面积均匀沉积的非掺杂HTMs是推动n-i-p型钙钛矿太阳能电池模块规模化应用的关键。

本文设计了一种新型非掺杂小分子BDT-MB,并提出了分子协同(MC)策略,将其与聚合物D18相结合。研究发现,聚合物D18预先聚集,作为“晶种”,通过分子间C-H···π相互作用诱导小分子BDT-MB优先形成面朝上的取向。这一策略不仅抑制了小分子HTMs的不利组装行为,还通过调节溶液的高而恒定的粘度克服了溶质随机分布的问题,实现了大面积非掺杂HTLs的均匀打印,且具有有序的纤维状形态。

基于此策略的钙钛矿太阳能电池(0.062 cm2)和大面积全刮涂组件(15.64 cm2)分别实现了24.46%(认证效率24.30%)和21.04%的纪录光电转换效率(PCE)。同时,该策略在扩展器件规模方面展现出显著优势,并且器件表现出强大的运行稳定性,T90超过1200小时。

原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202509459