提亚-氧混合体交叉孔输送材料用于高性能矿太阳能电池
Xingdong Ding1,2, Xiaowen Zhou3, Cheng Chen2
1Department of Mechanical Engineering, City University of Hong Kong, Tat Chee Avenue, Hong Kong, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 8, 2025
概括
新型孔运输材料 (HTM) 基于氨酸-氨酸混合物显著提高矿太阳能电池 (PSC) 的效率和稳定性. 这些先进的HTM实现了创纪录的功率转换效率,并在恶劣条件下保持性能.
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:
- 孔运输材料 (HTM) 对矿太阳能电池 (PSC) 的性能至关重要,影响孔运输,电子重组和矿层的稳定性.
- 现有的HTM面临着在PSC实现高效率和长期稳定的挑战.
研究的目的:
- 设计和合成新型的HTM与diphenothiazine (D-PTZ) 和diphenoxazine (D-POZ) 核心架构,以提高PSC性能.
- 调查混合型提亚-氧 (PTZ-POZ) 结构对HTM特性和PSC效率的协同效应.
主要方法:
- 基于D-PTZ,D-POZ和PTZ-POZ的新型HTMs的合成.
- 描述HTM属性,包括可溶性,薄膜均性和孔移动性.
- 使用开发的HTM,制造和测试小面积 (0.0625厘米2) 和大面积 (1.0厘米) 的PSC.
- 评估PSC性能指标,如功率转换效率 (PCE) 和歇斯底里.
- 在受控的湿度和温度条件下评估长期运行稳定性.
主要成果:
- 与D-PTZ和D-POZ相比,混合型PTZ-POZ HTM表现出优越的溶解性,膜均性和孔移动性.
- 使用PTZ-POZ的小面积PSC实现了25.85%的PCE记录,其歇斯底里是可以忽略的,超过了D-PTZ (23.09%) 和D-POZ (14.33%).
- 使用PTZ-POZ的大面积 (1.0厘米2) 的PSC达到23.23%的高PCE.
- PTZ-POZ HTM表现出极好的稳定性,在环境温度下在40%-50%的湿度下经过1080小时的运行后,保留了90.4%的初始PCE.
结论:
- PTZ-POZ混合结构有效地将D-PTZ和D-POZ的优势协同使用,从而显著改善PSC的性能.
- 这项研究提出了一种新的分子设计策略,用于开发高效,稳定和潜在的低成本的HTM用于矿太阳能电池.
- 开发的HTM显示出对高效和耐用的矿太阳能技术的商业化有很大的希望.
