清洁能源转化与存储:在钙钛矿太阳能电池领域取得新进展
钙钛矿太阳能电池(PSCs)经过十余年的迅速发展其光电转换效率(PCE)从3.8%显著提升至26.1%。其相对简单的生产过程、成本效益和较低的最大功率温度系数使之成为传统晶体硅太阳能电池的潜在替代品。然而,在结晶阶段,钙钛矿表面会形成诸多缺陷,如未配位的Pb2+、空位和反位缺陷等。这些缺陷会成为非辐射复合中心,显著影响PSCs的PCE和稳定性,严重阻碍了其商业化进程。研究表明,使用有机分子对钙钛矿进行表面钝化已成为解决上述问题行之有效的方法,其中小分子中的路易斯碱基团可与钙钛矿表面未配位的Pb2+形成强配位相互作用,且通过调制共轭结构单元的电子云密度或其侧链的空间位阻效应能够进一步提升缺陷钝化效果。器件IV曲线及小分子-钙钛矿作用示意图鉴于此,浙江工业大学潘军教授团队与合作者开发了一种简单且效能显著的钝化策略,在钙钛矿和空穴传输层界面引入了共轭结构的二苯基砜(DPS)和4,4′-二甲基二苯基砜(DMPS),并研究了电荷分布对上述小分子与钙钛矿相互作用的影响。在D-π-A结构的DMPS中加入甲基优化了电荷分布,增强了小分子与钙钛矿之间的钝化效果,从而改善了能级排列,促进了空穴的提取与传输