基于Pyran的5H-Dithieno[3,2‐b:2',3'‐d]孔输送材料的明智的分子设计,用于高效和稳定的矿太阳能电池

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
• 有机化学 有机化学

背景情况:

• 穿孔传输材料 (HTM) 的结构修改对于提高矿太阳能电池 (PSC) 效率至关重要.
• 基于迪提诺皮兰 (DTP) 的HTM为光伏应用提供了一个有前途的平台.

研究的目的:

• 设计和合成基于DTP的新型HTM与量身定制的功能组.
• 调查PSC中这些HTM的结构-财产关系.
• 为了实现高功率转换效率 (PCE) 和PSC的长期稳定性.

主要方法:

• 一系列基于DTP的HTMs (Me-H,Ph-H,CF3-H,CF3-mF,CF3-oF) 的合成,使用不同的替代剂.
• 使用合成的HTMs制造和表征PSC设备.
• 分析光伏性能,包括PCE,能量水平,薄膜形态和稳定性.

主要成果:

• 与甲基替代 (Me-H) 相比,替代 (Ph-H) 改善了PCE.
• 在CF3-H中加入三甲基 (CF3) 增强了双极矩,HOMO水平,形态,堆叠,被动化和疏水性,从而提高了性能.
• CF3-mF和CF3-oF,具有替代的三胺,显示出出色的薄膜形成,合适的能量水平,增强的电荷移动性和改进的接口被动化.
• 使用CF3-mF和CF3-oF的PSC实现了PCE分别为23.41%和24.13%.
• 具有CF3-oF的大面积 (1.00厘米) 的PSC达到22.31%的PCE.
• CF3系列的HTM表现出卓越的长期稳定性.

结论:

• 基于DTP的HTM的结构修改,特别是通过三甲基和替代三烯胺的加入,显著提高PSC的性能.
• 优化的HTM带来了更高的PCE和更好的操作稳定性.
• 这些发现为开发高效,稳定的矿太阳能电池的先进HTM铺平了道路.