一种能够同时用于n-i-p和p-i-n结构钙钛矿电池的菲并咪唑基小分子空穴传输材料
作者单位：天津理工大学化学化工学院有机太阳能电池与光化学转换重点实验室
会议名称：《第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会》
会议日期：2021年
学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）]
摘 要：目前,钙钛矿太阳能电池按结构分类,主要分为正置结构钙钛矿太阳能电池(ni-p)和反置钙钛矿太阳能电池(p-i-n)。目前适用于n-i-p结构钙钛矿电池的空穴传输材料,在分子设计上通常引入高度共轭结构,以获得高电导率和空穴迁移率。然而,在p-i-n结构钙钛矿电池中,一般沉积较薄的非掺杂空穴传输层(一般小于50 nm),当所需空穴传输层很薄时,分子的高度共轭结构不利于形成薄膜形态稳定的致密薄膜。因此,目前能够同时适用于n-i-p和p-i-n两种结构钙钛矿电池的有机空穴传输材料非常少,使得空穴传输材料的应用范围受限,不利于工业化大规模应用和可持续发展。如下图所示。实验结果发现,PI-2的菲并咪唑母核具有共平面π延伸体系,促进了分子间π-π相互作用,实现了高空穴迁移率。此外,具有较低分子对称性的PI-2形成了光滑致密且平整性佳的非晶态空穴薄膜。使用PI-2制备的p-i-n结构PSCs获得了19.11%的光电转换效率,n-i-p结构PSCs的效率达到21.65%,分别超过了相同条件下的明星分子PTAA(19.01%)和Spiro-OMeTAD(21.07%)。