制备复合空穴传输层，显著提升光伏电池稳定性

2022-12-02 13:12

研究背景

目前高效的钙钛矿太阳能电池普遍采用锂盐 (Li-TFSI) 掺杂的 Spiro-OMeTAD 空穴传输层，然而，这种空穴传输层在大气环境中容易受水氧的影响使得其形貌结构发生坍塌并且导电性快速下降，甚至进一步引发钙钛矿活性层的降解，威胁电池稳定性。

论文详情

近日，河南大学陈冲教授带领研究团队将合成的 NiO 量子点修饰的多壁碳纳米管（MWCNT:NiO）掺入 Spiro-OMeTAD 层，制备了 Spiro-OMeTAD:MWCNT:NiO 复合空穴传输层。该成果以 “Simultaneous ambient long-term conductivity promotion, interfacial modification, ion migration inhibition and anti-deliquescence by MWCNT:NiO in spiro-OMeTAD for perovskite solar cells” 为题，发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry A 上。

该工作研究发现，MWCNT:NiO 能与锂盐发生键合，有效地阻止了锂盐聚集引发的Spiro-OMeTAD 层形貌塌陷，并且由于 MWCNT:NiO 高的导电性和功函数可调性，使得钙钛矿/空穴传输层界面的能带排布更加合理，极大地提高了界面处的空穴转移和空穴传输层的电荷输运能力。

与此同时，MWCNT:NiO 显著增强了空穴传输层的长期导电性并抑制了钙钛矿层的离子迁移，并且有效地减缓了大气环境中的水和氧向钙钛矿活性层的渗透，这几方面的积极因素显著增强了电池的稳定性。

由于以上积极因素，电池的光电转换效率增加到了 22.7% 以上，并且器件稳定性得到了显著提升。该研究成果为钙钛矿太阳能电池提供了新的材料和研究思路。

论文信息

Simultaneous ambient long-term conductivity promotion, interfacial modification, ion migration inhibition and anti-deliquescence by MWCNT:NiO in spiro-OMeTAD for perovskite solar cells
Yanjing Rong, Mengqi Jin, Qing Du, Zhitao Shen, Yan Feng, Mengxin Wang, Fumin Li, Rong Liu, Huilin Li and Chong Chen*（陈冲，河南大学）
J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 22592-22604
https://doi.org/10.1039/D2TA06672F

作者简介

陈冲教授

河南大学

陈冲（Chong Chen），博士生导师，教授，河南大学校特聘教授, 河南省高校科技创新人才。目前主要从事光伏材料和新型太阳能电池、水系锌离子电池等方面的研究。已经发表 SCI 论文 60 余篇，其中以第一作者或通讯作者在 Advanced Energy Materials、InfoMat、Advanced Functional Materials、Nano Today、EcoMat、Nano Energy 等国际知名期刊上发表 SCI 收录论文 50 余篇，授权国家发明专利 10 余件。与此同时，担任 Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、EcoMat 等多个国际著名杂志的审稿人。

作者链接：http://lpv.henu.edu.cn/info/1322/3882.htm

相关期刊

rsc.li/materials-a

J. Mater. Chem. A

2-年影响因子*	14.511分
5-年影响因子*	13.375分
最高 JCR 分区*	Q1 能源与燃料
CiteScore 分^†	21分
中位一审周期^‡	28 天

Journal of Materials Chemistry A、B 和 C 报道材料化学各领域的高质量理论或实验研究工作。这三本期刊发表的论文侧重于报道对材料及其性质的新理解、材料的新应用以及材料合成的新方法。Journal of Materials Chemistry A、B 和 C 的区别在于所报道材料的不同预期用途。粗略的划分是，Journal of Materials Chemistry A 报道材料在能源和可持续性方面的应用，Journal of Materials Chemistry B 报道材料在生物学和医学方面的应用，Journal of Materials Chemistry C 报道材料在光学、磁学和电子设备方面的应用。

Editor-in-Chief