华侨大学田成波&魏展画最新Angew：基于富勒烯空穴传输分子的高效稳定反式钙钛矿太阳能电池

设计一种有效的修饰分子来减轻NiOx/钙钛矿界面的非辐射复合并提高钙钛矿质量是实现高性能反式钙钛矿太阳能电池的一项具有挑战性但至关重要的努力。鉴于此，2024年8月16日华侨大学田成波&魏展画于Angew刊发基于富勒烯空穴传输分子的高效稳定反式钙钛矿太阳能电池的研究成果，通过将C60与12个咔唑基部分整合在一起，合成了一种新型富勒烯基空穴传输分子FHTM，并将其用作NiOx/钙钛矿界面的修饰分子。FHTM分子内咔唑基部分和C60之间的电子转移引发的原位自掺杂效应，以及咔唑基团扩展的π共轭部分，显著提高了FHTM的空穴迁移率。再加上优化的能级排列和增强的界面相互作用，FHTM显著增强了相应器件中的空穴提取和传输。此外，引入的FHTM可有效促进钙钛矿的均匀成核，从而形成高质量的钙钛矿薄膜。这些综合改进使基于FHTM的钙钛矿太阳能电池实现了25.58%的冠军效率(认证：25.04%)，显著超过了对照器件(20.91%)。此外，在连续一个太阳照射下进行1000小时的最大功率点跟踪后，未封装的设备仍保持了其初始效率的93%。这项研究突出了功能化富勒烯作为空穴传输材料的潜力，为其在钙钛矿太阳能电池领域的应用开辟了新途径。