利用扩展π共轭聚合物二酮吡咯并吡咯层研究钙钛矿太阳能电池中的超快载流子动力学以实现空穴传输

摘要： 我们在此展示了一种基于二酮吡咯并吡咯的新型聚合物空穴传输材料（PBDTP-DTDPP，聚[[2,5-双(2-十六烷基)-2,3,5,6-四氢-3,6-二氧代吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二基]-交替-[2,2'-（4,8-双(4-乙基己基)-1-苯基-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩）双噻吩并[3,2-b]噻吩]-5,5'-二基]]）在钙钛矿太阳能电池中的应用。该材料性能在优化结构的太阳能电池（FTO/SnO?/钙钛矿/PBDTP-DTDPP/Au）中进行了测试，器件展现出14.78%的功率转换效率。通过瞬态吸收光谱研究了器件的电荷载流子动力学，测定了含PBDTP-DTDPP器件的电荷分离与复合动力学，并与参比器件进行对比。研究发现：PBDTP-DTDPP的空穴分离时间（<4.8皮秒）与螺-OMeTAD相当，但非成对复合量存在差异——该聚合物空穴传输层（HTL）对二阶复合的抑制效果显著弱于螺-OMeTAD。这一效应对于研究基于二酮吡咯并吡咯HTL材料的优化太阳能电池器件中的电荷传输机制尤为重要。