基于联苯、咔唑三苯胺空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

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• 论文作者：邵将洋 ; 李冬梅 ; 唐坤 ; 钟羽武 ; 孟庆波
• 年：2017
• 作者机构：中国科学院化学研究所光化学重点实验室;中国科学院物理研究所清洁能源重点实验室;
• 论文关键词：三苯胺化合物 ; 空穴传输材料 ; 钙钛矿太阳能电池
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：820k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

太阳能光伏发电是解决日益严重的能源与环境问题的有效手段之一。近几年来,钙钛矿太阳能电池作为一种新型太阳能电池,成为光伏领域的研究热点[1]。在钙钛矿电池中,空穴传输层具有优化界面、调节能级匹配性等作用,有助于获得更高的能量转化效率[2]。目前,基于spiro-OMeTAD作为空穴传输层的钙钛矿电池的PCE已经提高到22.1%[3],显示极具潜力的应用前景。但是由于spiro-OMeTAD相对较低的空穴迁移率且合成条件苛刻,纯化困难,导致价格很高。因此设计和合成更加经济高效的空穴传输材料是使钙钛矿太阳电池走向商业化的重要一步。本研究中,利用C-N偶联的方法一步制备分别以联苯和咔唑为核心的三芳胺化合物(TDAB和TDAC)。这个合成过程步骤简单、产率高且产物纯度高。其中TDAB得到了单晶结构的证实,它呈现了一个扭曲的三维结构。图1是两个分子的结构示意图以及钙钛矿电池I-V曲线。化合物TDAB和TDAC都具有良好的光电性能且能级匹配,基于它们的FA_xMA_(1-x)PbI_(3-y)Br_y钙钛矿太阳能电池效率分别为13.6%和11.5%。

引文

[1]Yang,W.S.;Noh,J.H.;Jeon,N.J.;Kim,Y.C.;Ryu,S.;Seo,J.;Seok,S.I.Science 2015,348,1234.
    [2]Calil,L.;Kazim,S.;Gratzel,M.;Ahmad,S.Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,14522.
    [3]https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png.