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南开大学刘永胜团队AM:有机半导体间隔层与无机层之间的轨道相互作用

 发布时间:2022-11-08 点击量:190
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主要内容
二维Dion-Jacobson(DJ)钙钛矿因其固有的结构稳定性而成为新兴的光伏材料。然而,由于绝缘脂肪族阳离子被广泛应用于钙钛矿的隔层中,因此对隔层与无机层之间的相互作用研究较少。

南开大学刘永胜团队成功制备了具有两个共价连接噻吩环的有机半导体间隔物BThDMA,用于2D DJ钙钛矿太阳能电池(PSCs)。其中发现共轭有机间隔层和相邻无机层之间存在强烈的轨道相互作用,而使用相似长度的aliphatic octane-1,8-diaminium (ODA)间隔层的DJ钙钛矿中不存在这种相互作用。具有多个芳环共轭的BThDMA间隔层还可以诱导晶粒尺寸大且晶体生长垂直取向优选,从而降低陷阱密度并提高电荷载流子迁移率。结果表明,优化后的器件基于 (BThDMA) MAn−1PbnI3n+1 (nominal n = 5) ,PCE达到18.1%,忽略滞后影响,使用具有两个或多个共价连接芳香环间隔物的 2D DJ PSCs 实现了更高的效率。这些发现为开发有机半导体间隔层实现高效稳定的2D DJ钙钛矿太阳能电池提供了新颖而重要的见解。

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文献信息

Orbital Interactions between Organic Semiconductor Spacer and Inorganic Layer in Dion−Jacobson Perovskite Enable Efficient Solar Cells

Yixin Dong, Xiyue Dong, Di Lu, Mingqian Chen, Nan Zheng, Rui Wang, Qiaohui Li, Zengqi Xie, Yongsheng Liu*