用于高效钙钛矿太阳能电池 空穴选择自组装单分子层成型试剂
2020-11-03 · 推荐产品 · 百灵威授权转载
自从十年前Miyasaka博士等人[1]发表关于钙钛矿太阳能电池文章，该领域得到迅速发展[2]。当前，科研人员致力于实现钙钛矿太阳能电池的稳定和规模化应用，但空穴传输层仍是大规模生产的主要瓶颈之一。传统空穴传输材料，如Spiro-OMeTAD和PTAA，成本昂贵，且由于掺杂剂的存在而不稳定。
最近，Getautis博士等人合成了两种具有空穴选择性的自组装单分子层（SAM）成型试剂2PACz [C3663]和MeO-2PACz [D5798]。 通过磷酸基团锚定，2PACz 和MeO-2PACz在金属氧化物表面上形成单分子层。该材料可在粗糙纹理上适形覆盖，因此可用于串联太阳能电池。使用SAM空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，转换效率可达20％以上，无需添加任何掺杂剂，并且用量少，经济效益在金属氧高[13]。
优势
- 可实现高效、通用和稳定的p-i-n钙钛矿太阳能电池设备生产（转换效率 >21％，无需添加剂、中间层或掺杂剂）；
- 自组装实现氧化物表面的适形覆盖（包括纹理）；
- 工艺简单，可量产，经济效益高；
应用
自组装单分子稳定的电池转换效率
![CsMAFA = Cs<sub>0.05</sub>(MA<sub>0.17</sub>FA<sub>0.83</sub>)<sub>0.95</sub>Pb(I<sub>0.83</sub>Br<sub>0.17</sub>)<sub>3</sub>, MAFA=MA<sub>0.05</sub>FA<sub>0.95</sub>Pb(I<sub>0.95</sub>Br<sub>0.05</sub>)<sub>3</sub>,<br>Cs=铯, MA=甲基铵, FA=formamidinium, CIGSe=硒化铜铟镓<sup>[3]</sup>](/assets/jk-articles-all/972fcd8a383a544c8e79527f.png)
CsMAFA = Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3, MAFA=MA0.05FA0.95Pb(I0.95Br0.05)3,
Cs=铯, MA=甲基铵, FA=formamidinium, CIGSe=硒化铜铟镓[3]
Cs=铯, MA=甲基铵, FA=formamidinium, CIGSe=硒化铜铟镓[3]
材料制备
方法一：浸涂法 适用于大面积与纹理基材
*根据所用浓度，最短浸入时间可能从数分钟到数小时不等。如0.1 mmol/L，在室温下浸泡1小时。
- 与当前标准空穴传输材料（如PTAA）相比，SAMs可在宽广的加工窗口处理，具有高度重现性。 基板（如ITO）必须被清洁激活，可用UV-臭氧处理。
- 通常将SAM粉末溶解在乙醇或异丙醇（1 mmol/L = 0.3 mg/mL）中。MeO-2PACz粉末存储在空气中， 2PACz存储在充满N2的手套箱中。
