Perovskitsolceller (pero-SC) visar stor potential i fotoelektriska fält på grund av hög effektomvandlingseffektivitet (PCE), enkel bearbetningsteknik, låg tillverkningskostnad, osv .. Nyligen, den högsta certifierade PCE för pero-SC har nått 25,2%, vilket visar stort löfte för kommersialisering. Kommande forskning kommer att fokusera på tillverkning av effektiva och modulära pero-SC för att ytterligare främja kommersialiseringen av pero-SC.

I p-i-n plana pero-SC, de håltransporterande skikten (HTL) har ett viktigt inflytande på tillväxten av perovskitkristaller, håltransportförmåga och enhetens stabilitet. Därför, Att utveckla effektiva och stabila HTL-material som är lämpliga för storarea-bearbetning kommer att spela en avgörande roll för modulära pero-SC:er för stora områden. Förutom de matchade energinivåerna, stabila kemiska egenskaper och god reproducerbarhet, HTL-materialen som lämpar sig för storbearbetning bör också ha hög hålrörlighet och god vätbarhet med perovskitprekursorlösningen.

Även om enheten är baserad på poly (bis (4-fenyl) (2, 4, 6-trimetylfenyl) amin) (PTAA) som organiska HTL kan uppnå en PCE som överstiger 22%, den dåliga vätbarheten hos perovskitprekursorlösningen kommer att hindra framställning av moduler med stor yta. Tills nu, nya organiska HTL-material i stora enheter har sällan rapporterats. Därför, Det är brådskande att utveckla högeffektiva HTL-material med hög hålmobilitet som är kompatibla med bearbetning på stora områden i p-i-n planar pero-SC.

Väldigt nyligen, Prof. Yaowen Li vid Soochow University och medförfattare designade ett π-konjugerat HTL-material med liten molekyl BDT-TPA-sTh med en symmetrisk struktur genom att rationellt välja den plana BDT-kärnan, TPA -terminalgrupper, samt konjugerade 2-etylhexyl-tienyl-sidokedjor.

Konformations- och staplingsmodellen för den resulterande BDT-TPA-sTh observerades direkt genom röntgenkristallografimätningar från dess enstaka kristaller. Den uttalade planariteten med parallellt förskjutna π-π och ytterligare S-π supramolekylära interaktioner mellan angränsande molekyler bidrog till en förbättrad hålrörlighet. Dessutom, den marginella lösligheten av BDT-TPA-sTh i perovskitlösningen möjliggjorde invers diffusion till perovskitfilmerna, som skulle kunna användas för att ytterligare passivera det okoordinerade Pb ₂ ⁺ jondefekter av Lewis-bas S-atomer i BDT-TPA-sTh utan att skada HTL:erna under skiktet.

De p-i-n plana pero-SC:erna som använder BDT-TPA-sTh utan dopmedel som HTL insåg inte bara en hög PCE (20,5%) och förbättrad fuktstabilitet, men visade också sin genomförbarhet för att tillverka enheter med stort område genom den bladbelagda tekniken. De tror att detta HTL-designkoncept genom supramolekylära interaktioner och invers diffusion kommer att bana väg för att designa HTL-material för perovskitbaserade optoelektroniska enheter. Deras arbete skulle ge ett betydande steg i utformningen av gränssnittsmaterial mot högpresterande, stort område och utskrift av p-i-n plana pero-SC, och därmed skulle vara intressant för en bred läsekrets för det perovskitbaserade opto-elektroniska samhället.