10月4日消息,青岛科技大学团队在《Advanced Functional Materials》发表钙钛矿光伏空穴传输材料研究,提出用全氟丁烷磺酰胺(PFBSA)对spiro-OMeTAD进行多功能分子调控。spiro-OMeTAD是n-i-p结构钙钛矿太阳能电池常用的空穴传输材料,其性能通常依赖双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和4-叔丁基吡啶(tBP)掺杂,但Li⁺迁移和tBP在运行温度下挥发,会影响器件寿命。

PFBSA的磺酰氧基与Lewis酸性的Li⁺配位,可抑制锂离子迁移;其氨基与tBP的吡啶基形成较强氢键,减少tBP在高温下逸出。与此同时,PFBSA促进TFSI−解离,加快spiro-OMeTAD氧化并提高薄膜空穴迁移率;释放出的TFSI−进一步促进spiro-OMeTAD·⁺生成,从而实现更有效的p型掺杂。

论文称,经过这种多重协同调控,器件的湿度稳定性和热稳定性得到改善,功率转换效率达到26.05%。该工作把分子添加剂的作用从单一掺杂扩展到离子迁移、挥发控制、氧化掺杂和载流子传输的协同优化。对于钙钛矿光伏产业而言,空穴传输层的稳定性是影响器件长期运行的重要环节,减少Li⁺迁移和tBP热挥发有助于降低性能衰减风险。

需要注意的是,论文摘要给出了效率和稳定性改善方向,但没有在摘要中提供具体的长期运行小时数、封装条件或大面积组件数据。因此,26.05%应理解为论文器件层面的功率转换效率,不能直接等同于商业组件效率。 (来源:Qingdao University of Science and Technology)