研究人员发现了调节高效钙钛矿太阳能电池空穴传输层的新方法

根据发表在《纳米能源》上的一项研究，中国科学院合肥物理科学研究院陈冲教授领导的一个研究小组将钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提高到24.5%

他们使用无机纳米材料亚砜锡（SnSO）作为掺杂剂来氧化和调节有机空穴传输层2，2′，7，7′-四[N，N-二（4-甲氧基苯基）氨基]-9，9-螺二芴（螺-OMeTAD）

Spiro OMeTAD是最关键的空穴传输层（HTL）材料。为了增强spiro-OMeTAD的电荷传输能力，需要三氟甲磺酰亚胺锂（Li-TFSI）来介导氧和spiro-OMeTAD之间的反应

然而，这种传统的掺杂方法的掺杂效率较低，过量的Li-TFSI会残留在spiro-OMeTAD膜中，导致膜的致密性和长期导电性降低。氧化反应的持续时间通常需要10至24小时才能达到所需的电导率和功函数

在这项研究中，研究人员开发了一种快速且可重复的策略来控制纳米材料的氧化。他们使用SnSO纳米材料将spiro-OMeTAD预氧化为spiro-OMeTAD+TFSI-前体溶液中的自由基。这提高了电导率，优化了HTL的能级位置，并实现了24.5%的高PCE

他们发现SnSO调节的螺OMeTAD HTL具有无针孔、均匀和光滑的形态。即使在高温高湿条件下，其性能和形态也保持稳定

“此外，氧化过程只需几个小时，这有利于提高PSCs的商业制备效率，”陈冲教授说

本研究为进一步提高PSC的效率和稳定性提供了一种有效的策略，对促进其商业化具有重要意义