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基于亲水性富勒烯衍生物的高效电子传输层在钙钛矿太阳电池中应用

邢悦  孙辰  叶轩立  黄飞  曹镛  
【摘要】:近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其卓越的光电性能而受到了广泛关注并迅速地发展起来。在钙钛矿太阳能电池结构中,PC_(61)BM是常用的电子传输层。除了PC_(61)BM,其他富勒烯衍生物也常被用来做高效的电子传输层材料。这些高效的富勒烯电子传输层不仅可以钝化钙钛矿材料内部陷阱态的影响。在此,我们合成了一种新的富勒烯衍生物C_(70)-DPM-OE,并用它作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层材料来替代传统的PC_(61)BM,C_(70)-DPM-OE是每个苯基上都修饰有亲水性的低聚醚链段的二苯甲基富勒烯衍生物。结果表明基于这个材料的器件的能量转化效率有10.9%,与传统的PC_(61)BM相比,在同样器件结构条件下,它有更高的开路电压,短路电流以及器件效率。我们发现C_(70)-DPM-OE材料的亲水性能,一方面得以很好的修饰金属电极与电子传输层的界面,从而产生了界面偶极子并且降低了金属电极的功函;另一方面钝化了钙钛矿材料表面的缺陷。

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