在钙钛矿太阳能电池器件构型中,倒置器件具有低温加工(~100℃)、回滞小、兼容柔性等优点,在可穿戴电子、叠层钙钛矿太阳能电池及超轻量电子器件领域具有其他构型不可比拟的优势,近年来,在政策推动钙钛矿太阳能电池产业化的进程中,倒置钙钛矿太阳能电池极具产业化前景。然而,其稳定性限制了该类器件的产业化应用。针对倒置钙钛矿太阳能电池,阴极界面衰减和界面能量损失是限制其性能提升的重要因素。因此,需要界面修饰以获得更好的性能。但目前的界面修饰方法需要使用真空工艺,不适用于廉价、高通过式的生产工艺(比如:R2R,打印等),寻求可溶液加工的高效阴极界面材料显得至关重要。在封闭硼烷家族中,closo-[B12H12]2-具备完美的三维笼状结构、独特的电学属性及高的物化稳定性能,在充当界面修饰方面具有广阔应用前景。然而,该材料难以醇溶,无法兼容倒置钙钛矿太阳能电池制备工艺。
我校王钢博士联合桂林电子科技大学大学熊健、张坚和武汉大学张海波等人利用醇溶性优异、功能基团丰富的罗丹明修饰改性closo-[B12H12]2-,成功制备出高醇溶性罗丹明功能化的closo-[B12H12]2-材料(RBH),并将其引入倒置钙钛矿太阳能电池中克服了富勒烯/金属阴极界面相关问题。基于溶液制备MAPbI3/PCBM异质结,获得了超过21%的光电转换效率及83.37%的高填充因子。此外,RBH薄膜的高物化稳定性及疏水性能,大幅度提高了器件的湿、热稳定性。这一工作为封闭式硼烷材料改性及大面积溶液制备高效稳定倒置钙钛矿太阳能电池提供了新思路。
原文:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202300396