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Benzodithiophene Hole‐Transporting Materials for Efficient Tin‐Based Perovskite Solar Cells

DOI:10.1002/adfm.201905393 期刊:Advanced Functional Materials 出版年份:2019 更新时间:2025-09-11 14:15:04
摘要: Developing efficient interfacial hole transporting materials (HTMs) is crucial for achieving high-performance Pb-free Sn-based halide perovskite solar cells (PSCs). Here, a new series of benzodithiophene (BDT)-based organic small molecules containing tetra- and di-triphenyl amine donors prepared via a straightforward and scalable synthetic route is reported. The thermal, optical, and electrochemical properties of two BDT-based molecules are shown to be structurally and energetically suitable to serve as HTMs for Sn-based PSCs. It is reported here that ethylenediammonium/formamidinium tin iodide solar cells using BDT-based HTMs deliver a champion power conversion efficiency up to 7.59%, outperforming analogous reference solar cells using traditional and expensive HTMs. Thus, these BDT-based molecules are promising candidates as HTMs for the fabrication of high-performance Sn-based PSCs.
作者: Sureshraju Vegiraju,Weijun Ke,Pragya Priyanka,Jen-Shyang Ni,Yi-Ching Wu,Ioannis Spanopoulos,Shueh Lin Yau,Tobin J. Marks,Ming-Chou Chen,Mercouri G. Kanatzidis
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Developing efficient interfacial hole transporting materials (HTMs) for achieving high-performance Pb-free Sn-based halide perovskite solar cells (PSCs).

A new class of organic hole transporting materials containing triphenylamine substituted BDTs for application in Sn-based PSCs was designed, synthesized, characterized, and implemented. These molecules demonstrate higher PCEs for the Sn-based solar cells up to 7.59% with a high FF of 68.21%, a Jsc of 22.41 mA cm?2, and a Voc of 0.497 V. This study can serve as a benchmark for the development of more efficient organic hole transporting materials for low-cost Pb-free PSCs.

The efficiency of Sn-based solar cells has to date lagged behind those of Pb-based solar cells. Further optimization of Sn-based perovskite absorbers is needed to achieve better performance using BDT-4D and related HTLs.

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