为高效和稳定的矿太阳能电池和模块提供3D结合孔运输材料
Xianfu Zhang1,2, Xuepeng Liu1, Yunxuan Ding3,4
1Beijing Key Laboratory of Novel Thin-Film Solar Cells, North China Electric Power University, Beijing, 102206, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|May 8, 2024
概括
一种新的孔输送材料 (HTM),FTPE-ST,增强了π-π相互作用,以提高矿太阳能电池 (PSC) 中的孔移动性. 这种新型材料实现了25.21%的功率转换效率 (PCE),并显示出出色的稳定性和可扩展性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 螺旋OMeTAD是一种常见的孔运输材料 (HTM) 在矿太阳能电池 (PSCs).
- 它的直角结构提供了良好的导电性和薄膜形成,但由于弱 π-π 相互作用,其固有的孔流动性较低.
- 这限制了PSC的整体效率和稳定性.
研究的目的:
- 设计和合成一种新的HTM,FTPE-ST,具有增强的π-π相互作用和高孔移动性.
- 通过解决接口缺陷来提高矿太阳能电池 (PSC) 的性能和稳定性.
- 评估FTE-ST对大面积PSC和模块的可扩展性.
主要方法:
- 设计的FTPE-ST具有扭曲的双基烯核和共平面的3,4-乙烯二氧化 (EDOT) 供体单位.
- 研究了用于电荷传输和溶解性的3D配置和并联骨干.
- 在矿/HTM接口上分析了硫供体与离子的协调.
- 使用FTE-ST制造和测试PSC,大面积PSC和模块.
主要成果:
- FTPE-ST表现出增强的π-π相互作用,高孔流动性和出色的溶解性.
- 使用FTE-ST的PSC实现了25.21%的冠军功率转换效率 (PCE),具有卓越的长期稳定性.
- 在FTPE-ST中的硫供体有效地抑制了矿/HTM接口上的缺陷.
- 大面积 (1.0厘米2) 的PSC和模块 (29.0厘米2) 显示出高的PCE分别为24.21%和21.27%.
结论:
- FTPE-ST是一种高效的非螺旋HTM,用于n-i-p矿太阳能电池.
- 新的分子设计克服了传统HTM的局限性,从而创下了创纪录的效率.
- FTPE-ST显示出稳定高效的大型矿太阳能电池和模块商业化的巨大潜力.
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