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南開大學(xué)劉永勝團(tuán)隊(duì)AM：有機(jī)半導(dǎo)體間隔層與無機(jī)層之間的軌道相互作用實(shí)現(xiàn)18%的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率

發(fā)表時(shí)間：2022-11-08 14:09
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主要內(nèi)容
二維Dion-Jacobson（DJ）鈣鈦礦因其固有的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而成為新興的光伏材料。然而，由于絕緣脂肪族陽離子被廣泛應(yīng)用于鈣鈦礦的隔層中，因此對(duì)隔層與無機(jī)層之間的相互作用研究較少。

南開大學(xué)劉永勝團(tuán)隊(duì)成功制備了具有兩個(gè)共價(jià)連接噻吩環(huán)的有機(jī)半導(dǎo)體間隔物BThDMA，用于2D DJ鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）。其中發(fā)現(xiàn)共軛有機(jī)間隔層和相鄰無機(jī)層之間存在強(qiáng)烈的軌道相互作用，而使用相似長(zhǎng)度的aliphatic octane-1,8-diaminium (ODA)間隔層的DJ鈣鈦礦中不存在這種相互作用。具有多個(gè)芳環(huán)共軛的BThDMA間隔層還可以誘導(dǎo)晶粒尺寸大且晶體生長(zhǎng)垂直取向優(yōu)選，從而降低陷阱密度并提高電荷載流子遷移率。結(jié)果表明，優(yōu)化后的器件基于 (BThDMA) MAn?1PbnI3n+1 (nominal n = 5) ，PCE達(dá)到18.1%，忽略滯后影響，使用具有兩個(gè)或多個(gè)共價(jià)連接芳香環(huán)間隔物的 2D DJ PSCs 實(shí)現(xiàn)了更高的效率。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)有機(jī)半導(dǎo)體間隔層實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的2D DJ鈣鈦礦太陽能電池提供了新穎而重要的見解。

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文獻(xiàn)信息

Orbital Interactions between Organic Semiconductor Spacer and Inorganic Layer in Dion?Jacobson Perovskite Enable Efficient Solar Cells

Yixin Dong, Xiyue Dong, Di Lu, Mingqian Chen, Nan Zheng, Rui Wang, Qiaohui Li, Zengqi Xie, Yongsheng Liu*


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