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在环境空气中简易制备高效、稳定且柔性的钙钛矿太阳能电池
摘要： 为提高钙钛矿太阳能电池的适用性与商业潜力，需实现无需手套箱和反溶剂即可制备兼具高光伏性能、优异耐湿稳定性且柔性的钙钛矿太阳能电池。本文提出一种简易制备策略：在CH3NH3PbI3中引入4-叔丁基吡啶，并通过还原活性柔性聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐中间层显著增强其形貌调控效应。得益于该聚合物特有的氧化促进作用，可获得具有大尺寸（~1μm）准全同结构晶粒的钙钛矿薄膜，从而显著提升器件效率与稳定性。此外，该简易策略制备的高效柔性器件因疏水性4-叔丁基吡啶的强配位作用与外覆盖效应展现出优异耐湿性。该制备过程可在常压空气环境（无需手套箱，相对湿度>40%）下完成，为可穿戴设备应用与商业化铺平了道路。
关键词： 柔性钙钛矿太阳能电池，环境空气制备，形貌调控，耐湿稳定性，4-叔丁基吡啶
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于高效聚合物太阳能电池的TBP前驱体钝化ZnO电子传输层
摘要： 电子传输层（ETL）中的缺陷钝化是优化聚合物太阳能电池（PSCs）性能的关键问题。本研究开发了一种新策略：通过在ZnO前驱体中引入4-叔丁基吡啶（TBP）试剂，形成缺陷钝化的ZnO ETL。当采用纯ZnO ETL的反式PSCs（基于聚合物PTB7:PC71BM）的功率转换效率（PCE）为8.02%时，改性ZnO ETL器件的效率显著提升至10.26%，其中TBP贡献了约28%的效率增益。研究表明前驱体试剂显著影响ETL中ZnO的表面形貌与粒径，证实含TBP的ZnO ETL（T-ZnO）能有效改善ETL与活性层界面接触并抑制激子猝灭损耗，从而增强激子解离、提升载流子收集效率并降低电荷复合，最终改善器件性能。为验证T-ZnO ETL的普适性，当采用T-ZnO作为ETL时，基于PBDB-T-2F:IT-4F的非富勒烯PSCs获得了11.74%（提升10%）的最佳光电转换效率。本研究为富勒烯与非富勒烯混合体系的PSCs设计提供了一种新型普适的简易高效策略。
关键词： 电子传输层，4-叔丁基吡啶，氧化锌，缺陷钝化，聚合物太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂
摘要： 基于Spiro-OMeTAD的空穴传输层(HTL)因添加剂双(三氟甲磺酰)亚胺锂(Li-TFSI)快速聚集和水合导致的环境不稳定性，会加速钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能衰减。本研究证明，采用疏水性更强的碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂（Mg-TFSI2和Ca-TFSI2）替代Li-TFSI，可有效稳定TFSI盐与4-叔丁基吡啶的配位复合物，从而延缓添加剂聚集和水合过程，显著提升HTL的耐湿性。通过这种替代策略，我们制备出具有更高空穴迁移率、与相邻钙钛矿形成更优界面的高质量HTL，从而改善了空穴提取过程。将这些HTL应用于光伏器件后，器件性能获得显著提升，最佳PSC器件功率转换效率超过20%。此外，在环境空气(RH%=55-70%)中老化193天后，采用碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂稳定的未封装器件仍保持初始效率的83%。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，4-叔丁基吡啶，环境稳定性，碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺，空穴传输层，电荷转移
更新于2025-09-12 10:27:22
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4-叔丁基吡啶和2,2'-联吡啶在TiO2表面吸附的直接实验证据及其对染料敏化太阳能电池性能的影响
摘要： 我们通过衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、Zeta电位及循环伏安分析，研究了两种电解质添加剂4-叔丁基吡啶（4-TBP）和2,2'-联吡啶（bipy）在TiO2光阳极表面的结合情况，并阐明了这种吸附如何影响染料敏化太阳能电池（DSC）的光伏性能。为明确4-TBP/bipy在TiO2表面的吸附是否影响DSC性能，我们分别采用未接枝及接枝4-TBP或bipy的TiO2光阳极制备DSC器件，并搭配含/不含氮添加剂的两种电解质进行测试。此外，通过循环伏安法研究了4-TBP或bipy与电解质媒介I-/I3-的相互作用。结果表明：4-TBP和bipy能在高温下与TiO2表面发生化学结合。使用含氮添加剂接枝TiO2光阳极制备的DSC，其短路电流和效率均低于未接枝电池。但当电解质中含0.5 M 4-TBP时，4-TBP接枝电池的开路电压（Voc）提升了110 mV，其中约三分之一归因于4-TBP在TiO2表面的吸附作用，剩余电压提升则源于4-TBP对电解质媒介的影响。
关键词： N-添加剂、4-叔丁基吡啶、染料敏化太阳能电池、2,2'-联吡啶、TiO2吸附
更新于2025-09-11 14:15:04