Enligt en studie publicerad i Nano Energy , har en forskargrupp ledd av professor Chen Chong från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin ökat den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten (PCE) för perovskitsolceller (PSC) till 24,5 %.
De använde det oorganiska nanomaterialet tennsulfoxid (SnSO) som dopningsmedel för att oxidera och reglera det organiska håltransportskiktet 2,2′,7,7′-tetrakis[N,N-di(4-metoxifenyl)amino]-9 ,9-spirobifluoren (spiro-OMeTAD).
Spiro-OMeTAD är det mest kritiska håltransportskiktet (HTL) materialet. För att förbättra laddningstransportförmågan hos spiro-OMeTAD krävs litiumtrifluormetansulfonylimid (Li-TFSI) för att mediera reaktionen mellan syre och spiro-OMeTAD.
Denna traditionella dopningsmetod har dock låg dopningseffektivitet, och överdriven Li-TFSI kommer att finnas kvar i spiro-OMeTAD-filmen, vilket leder till en minskning av filmens kompakthet och långtidskonduktivitet. Varaktigheten av oxidationsreaktionen tar vanligtvis 10 till 24 timmar för att uppnå önskad konduktivitet och arbetsfunktion.
I denna studie utvecklade forskarna en snabb och reproducerbar strategi för att kontrollera oxidationen av nanomaterialet. De använde SnSO nanomaterial för att föroxidera spiro-OMeTAD till spiro-OMeTAD .+ TFSI - fria radikaler i prekursorlösningar. Detta förbättrade konduktiviteten, optimerade energinivåpositionen för HTL och uppnådde en hög PCE på 24,5 %.
De fann att den SnSO-reglerade spiro-OMeTAD HTL har en pinhole-fri, enhetlig och jämn morfologi. Både dess prestanda och morfologi förblir stabila även under höga temperaturer och hög luftfuktighet.
"Dessutom tar oxidationsprocessen bara några timmar, vilket är bra för att förbättra den kommersiella beredningseffektiviteten för PSCs", säger professor Chen Chong.
Denna studie ger en effektiv strategi för att ytterligare förbättra effektiviteten och stabiliteten hos PSC, vilket är av stor betydelse för att främja deras kommersialisering.
Mer information: Mengqi Jin et al, En nanomaterialreglerad oxidation av håltransporterande lager för mycket stabila och effektiva perovskitsolceller, Nano Energy (2024). DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109438
Journalinformation: Nanoenergi
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
