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基于蒽二噻吩的高效稳定钙钛矿太阳能电池空穴传输材料

DOI：10.1016/j.jechem.2020.02.021 期刊：Journal of Energy Chemistry 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 一种以蒽二噻吩为中心桥连基团的新型空穴传输材料（HTM）BTPA-7被成功开发。与spiro-OMeTAD（2,2',7,7'-四(N,N-二对甲氧苯基胺)-9,9'-螺二芴）相比，BTPA-7的合成步骤从6步大幅缩减至3步，且合成成本约为spiro-OMeTAD的一半。此外，BTPA-7虽然电导率相对较低，但具有更高的空穴迁移率和更高的玻璃化转变温度（Tg）。在光伏性能方面，基于BTPA-7的FA0.85MA0.15PbI3和MAPbI3钙钛矿太阳能电池（PSC）器件效率略低于spiro-OMeTAD（分别为17.58%对比18.88%，11.90%对比13.25%），但由于BTPA-7更高的空穴迁移率，其实现了显著更高的短路电流密度（Jsc）。同时，BTPA-7的疏水性特征最终提升了器件稳定性。BTPA-7凭借更低的成本、更高的空穴迁移率、更高的Tg、令人满意的光伏性能以及优异的器件稳定性，可作为spiro-OMeTAD在PSC中的替代材料。
作者： Guohua Wu，Yaohong Zhang，Ryuji Kaneko，Yoshiyuki Kojima，Ashraful Islam，Kosuke Sugawa，Joe Otsuki，Shengzhong Liu
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研究概述 实验方案

研究目的

开发一种基于蒽二噻吩中心桥连结构（命名为BTPA-7）的新型空穴传输材料（HTM），作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）中螺-OMeTAD的替代品，该材料具有更低的成本、更高的空穴迁移率、更高的玻璃化转变温度（Tg）、令人满意的光伏性能以及优异的器件稳定性。

研究成果

BTPA-7是一种以蒽二噻吩为中央桥联基团的新型空穴传输材料（HTM），因其成本更低、空穴迁移率更高、玻璃化转变温度（Tg）更高、光伏性能令人满意且器件稳定性更优，展现出替代钙钛矿太阳能电池（PSCs）中螺-OMeTAD的潜力。该研究凸显了材料设计对推动PSC技术进步的重要性。

研究不足

该研究承认BTPA-7的导电性低于spiro-OMeTAD，这可能影响其在钙钛矿太阳能电池中的性能。研究建议进一步优化可提升其适用性。

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