非共价共轭桥构建高性能有机HTMs
作者单位：天津理工大学
会议名称：《第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会》
会议日期：1000年
学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）]
关 键 词：钙钛矿太阳能电池 空穴传输材料 噻吩稠环 稳定性 效率
摘 要：含有非共价构象锁的有机半导体（OSNCs）在有机HTMs中的应用具有三个优点:1)可固定分子几何构型以降低晶体的重组能,并提高空穴迁移率;2)增强分子间的π-π堆积,提高HTMs的空穴传输能力;3)提高HTMs溶解度并改善其表面形貌。近日,我们首次引入了苯并噻吩[3,2-b]噻吩（BTT）作为邻位基团来构建新型OSNCs,并制备了有机空穴传输材料ZS13。研究发现,基于BTT的OSNCs在HTMs中的应用具有独特优势。与参比HTM ZS15相比,包含BTT基团的ZS13具有更好的载流子提取/传输性能、更深的能级,增强的表面钝化效果和改善的热性能。得益于以上优点,在有效面积为0.1和1.01 cm时,基于ZS13的最优器件效率分别为24.39%和20.95%。此外,ZS13具有良好的热稳定性和抑制碘离子迁移的能力,ZS13制成的PSCs在85℃下老化1100 h后仍能保持大约78%的初始效率,显示出良好的耐久性。这一工作表明,噻吩烯基OSNCs在设计高效、稳定的有机高分子材料方面具有广阔的应用前景。基于这一研究工作,我们提出了OSNCs中邻位基团设计建议。首先,具有良好的输运性能、平面共轭结构和较大的带隙的邻位基团有助于提高器件的工作效率。其次,具有有效钝化效果的邻位基团有利于减少器件中的能量损失。最后,具有良好的氧化还原稳定性和热稳定性的邻位基团有利于提高器件的稳定性。