通过增强的分子包装来改善基于胺基的小分子的导电性,并将其应用于矿太阳能电池中的孔运输介质

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 太阳能光伏发电是如何实现的
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 矿太阳能电池 (PSC) 实现高功率转换效率 (PCE) 超过26%.
• 目前最先进的PSC使用Spiro-OMeTAD作为一个孔输送材料 (HTM).
• 螺旋OMeTAD的高成本和有限的导电性阻碍了PSC的性能和可扩展性.

研究的目的:

• 为公共服务公司开发一种新的,具有成本效益的HTM.
• 为了提高胺基HTM的导电性和光电子特性.
• 调查影响HTM性能的结构-属性关系.

主要方法:

• 合成和描述一种新的基于胺基的小分子,TPABT.
• 测量导电性 (∼10−5 S cm−1) 和光学特性 (更高的带隙,增加透明度).
• 单晶X射线衍射分析分子包装和形态.
• 使用TPABT作为HTM的PSC的制造和测试.

主要成果:

• 与之前的胺基HTM (∼10−6 S cm−1) 相比,TPABT的导电性显著更高 (∼10−5 S cm−1).
• 在TPABT中有利的分子包装导致增强的电荷传输和移动性.
• 与Spiro-OMeTAD相比,TPABT显示了更好的透明度和水分稳定性.
• 使用TPABT的PSC获得了约15%的PCE.

结论:

• 工程分子包装对于开发高性能,低成本的HTM至关重要.
• 对于高效,负担得起的公共服务中心来说,TPABT是Spiro-OMeTAD的一个有希望的替代方案.
• 这项工作为可扩展和经济的矿太阳能技术铺平了道路.