无掺杂空穴传输材料在n-i-p型钙钛矿太阳能电池中的应用研究进展  

Progress in the Application of Dopant-Free Hole-Transporting Materials for n-i-p Perovskite Solar Cells

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作  者:陈浩天 王学林 姚璐 何智超 甄红宇 CHEN Haotian;WANG Xuelin;YAO Lu;HE Zhichao;ZHEN Hongyu(Key Laboratory of Polymer Materials of Fujian Province,College of Chemistry and Materials Science,Fujian Normal University,Fuzhou 350117,China)

机构地区:[1]福建师范大学化学与材料学院,福建省高分子材料重点实验室,福建福州350117

出  处:《福建师范大学学报(自然科学版)》2024年第5期52-62,共11页Journal of Fujian Normal University:Natural Science Edition

基  金:国家自然科学基金面上项目(51573026);福建省自然科学基金面上项目(2020J01144)。

摘  要:钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PVSCs)因长期稳定性差和制造成本高难以实现工业化生产。其制备中最常用的空穴传输材料(hole-transporting materials,HTMs)为2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴,需一定量吸湿添加剂以实现高效的空穴提取,导致对水敏感的钙钛矿层受到破坏。无掺杂HTMs避免了吸湿添加剂的使用,且成本低、合成步骤简单。综述了应用于n-i-p型PVSCs的YT5、M7-TFSI、P3HT、PBDB-Cz等高效率无掺杂有机小分子以及聚合物HTMs,提出了理想HTMs在器件性能、分子结构、合成条件、经济成本等方面的设计原则,并展望了无掺杂HTMs在PVSCs商业化过程中的应用前景。Perovskite solar cells(PVSCs)face challenges in industrial production due to their low long-term stability and high manufacturing costs.The most commonly used hole-transporting materials(HTMs)for PVSCs are 2,2′,7,7′-tetrakis[N,N-di(4-methoxylphenyl)amino]-9,9′-spirbiuorene,which require necessary hydrophilic additives to achieve efficient hole extraction but lead to the damage of the water-sensitive perovskite layer.The employment of dopant-free HTMs can not only avoid the use of hydrophilic additives but also offer advantages in terms of cost and synthesis simplicity.This review introduces highly efficient dopant-free organic small molecules and polymer HTMs,such as YT5,M7-TFSI,P3HT,PBDB-Cz,among others,used in n-i-p type PVSCs.It outlines the design principles for ideal HTMs regarding device performance,molecular structure,synthesis conditions,and economic cost,and provides an outlook on the potential for commercial application of dopant-free HTMs in PVSCs.

关 键 词:钙钛矿太阳能电池 空穴传输材料 无掺杂 聚合物 有机 结构工程 分子设计 

分 类 号:O64[理学—物理化学]

 

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