近日,我校王志辉教师团队,联合北科大、天津理工等高校,在钙钛矿太阳能电池研究领域取得新进展。研究成果以“Breaking 26% efficiency for n-i-p perovskite solar cells via synergistic geometry modulation of hole semiconductors”为题,发表于《Science Bulletin》。该刊由中国科学院与国家自然科学基金委员会共同主办,影响因子达20.7,是综合科学领域具有重要国际影响力的一区TOP期刊。我校为论文第一署名单位,杨踪远、马朝龙同学为共同第一作者,王志辉老师为通讯作者。

钙钛矿太阳能电池效率已突破28%,但空穴传输材料(HTMs)仍是关键瓶颈。传统螺环类HTMs成膜好,但分子间π-π堆积弱、空穴迁移率低;平面稠合多环HTMs虽迁移率高,却易过度聚集、薄膜质量差,难以兼顾高迁移率与优质成膜,非螺环HTMs在n-i-p器件中效率长期难破26%。为此,本文提出“空间协同调控”分子设计策略:在中心核与端基连接处同时引入位阻侧链和烯烃π桥。侧链撑开分子、抑制聚集,改善成膜;π桥锁紧骨架、增强共面性和电荷传输。二者协同,实现高迁移率与优质成膜兼顾。基于该策略的WH07材料还可与钙钛矿层形成增强S–Pb相互作用,钝化缺陷、抑制非辐射复合。最终n-i-p型正式器件效率达26.31%,为非螺环HTMs最高值,并具优异运行稳定性(ISOS T₉₀>500 h)和热稳定性,为新型有机小分子HTMs设计提供了新思路。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927326010972?via%3Dihub