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π-Conjugated small molecules enable efficient perovskite growth and charge-extraction for high-performance photovoltaic devices

DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.227420 期刊:Journal of Power Sources 出版年份:2019 更新时间:2025-09-11 14:15:04
摘要: A π-conjugated small molecule N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine (NPB) is introduced into a poly (bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine) (PTAA) hole transport layer in inverted perovskite solar cells (PSCs). The NPB doping induces better perovskite crystal growth owing to a strong π-π interaction with PTAA and cation-π interactions with CH3NH3+ (MA+). In addition, NPB doping not only improves the wettability of PTAA and regulates the perovskite crystallization to achieve a larger grain size, but also moves the valence band energy of the hole transport layer closer to the perovskite layer. Consequently, the fabricated PSCs delivered a power conversion efficiency (PCE) of 20.15%, with a short-circuit current density (JSC) of 22.60 mA/cm2 and open-circuit voltage (VOC) of 1.14 V. This outcome indicates that PTAA:NPB composite materials present great potential for fabricating high-performance PSCs.
作者: Hui Liu,Hai-Rui Liu,Feng Yang,Ji-En Yang,Jian Song,Meng Li,Zhe Li,Wing Chung Tsoi,Martin Chinweokwu Eze,Zhi-Yong Liu,Heng Ma,Min Gao,Zhao-Kui Wang
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Investigating the effects of doping a π-conjugated small molecule (NPB) into a hole transport layer (PTAA) on the performance of inverted perovskite solar cells (PSCs).

Doping NPB into PTAA enhances the performance of inverted PSCs by improving perovskite crystal growth, charge extraction, and transport, leading to a high PCE of 20.15%. This approach offers a simple and efficient method to advance photovoltaic performance.

The study focuses on the specific combination of NPB and PTAA, and the optimal doping ratio may vary with different materials or device architectures. Long-term stability under operational conditions needs further investigation.

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