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文檔簡介
SAM分子Voc(V)Jsc(mA/cm2)FF(%)PCE(%)MeO-2PACz0.93720.04882.315.54PADCB1.121.883.920.1這些結果表明,4PADCB憑借其苯基取代基和長鏈共軛結構,在界面鈍化、結晶質量提升以及能級對齊優(yōu)化等方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。其增強的界面相互作用和優(yōu)越的結晶模板效應顯著提高了鈣鈦礦薄膜的質量,降低了非輻射復合損失,優(yōu)化了電荷傳輸路徑,從而提升了器件的整體性能。這一系列分析結果再次印證了4PADCB作為HTL材料時的卓越表現(xiàn),為鈣鈦礦太陽能電池的高效穩(wěn)定運行提供了堅實的材料基礎。3.3.2穩(wěn)定性分析圖3-8未封裝器件在N2-filled容器中85℃連續(xù)加熱下的PCE演變PSCs有限的長期穩(wěn)定性是阻礙其融入光伏產(chǎn)業(yè)的主要障礙之一。為了解決這個問題,我們首先在N2-filled容器中使用選定的HTLs監(jiān)測PSCs在室溫下PCE的演變。如圖3-8所示,使用4PADCB的器件表現(xiàn)出最好的穩(wěn)定性,老化1000h后仍保持80%以上的初始效率,高于使用MeO-2PACz(69%)作為HTLs的器件。4PADCB基器件在整個測試期間展現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性,其PCE下降較為緩慢,這表明其內(nèi)部結構更為穩(wěn)定,界面缺陷態(tài)密度較低,非輻射復合損失減少。這與前面的分析結果一致:4PADCB的苯基取代基和長鏈共軛結構增強了界面相互作用,優(yōu)化了能級排列,提高了載流子的傳輸效率和器件性能。此外,4PADCB分子結構的優(yōu)勢使得鈣鈦礦薄膜具有更高質量的結晶和更少的缺陷態(tài),提高了器件的光電轉換效率和穩(wěn)定性。綜上所述,4PADCB憑借其分子結構的優(yōu)勢,在提升鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出色。其增強的界面鈍化能力和優(yōu)化的能級排列顯著提高了器件在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性,為鈣鈦礦太陽能電池的實際應用提供了更為可靠的解決方案。
四、總結在鈣鈦礦太陽能電池領域,MeO-2PACz和4PADCB作為兩種重要的自組裝單層(SAM)空穴傳輸材料,其獨特的分子結構和性能特點對器件效率和穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。MeO-2PACz憑借其甲氧基取代基和磷酸錨定基團,在一定程度上實現(xiàn)了對鈣鈦礦薄膜結晶質量的提升和界面缺陷的鈍化。其分子結構能夠與鈣鈦礦層形成較為穩(wěn)定的相互作用,從而提高載流子的傳輸效率和器件的光電轉換效率。相比之下,4PADCB分子中的苯基取代基顯著增強了分子的共軛效應,使其能夠與鈣鈦礦層形成更強的配位作用,從而更有效地鈍化界面缺陷,降低非輻射復合速率。此外,4PADCB的長鏈共軛結構促進了分子間的π-π相互作用,形成了更加致密和均勻的HTL層,為鈣鈦礦的結晶提供了優(yōu)異的模板,進而提高了鈣鈦礦薄膜的結晶質量和致密性。實驗結果表明,基于4PADCB的鈣鈦礦太陽能電池器件在光電轉換效率、開路電壓、短路電流以及填充因子等關鍵參數(shù)上均優(yōu)于MeO-2PACz基器件。特別是在穩(wěn)定性測試中,4PADCB基器件展現(xiàn)了更為出色的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,這主要歸功于其分子結構設計所帶來的高質量鈣鈦礦薄膜和優(yōu)化的能級排列。
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