咨询电话:021-58952328
Chem. Eur. J. :基于生物功能分子的高效稳定平面钙钛矿电池埋底界面调控2023-01-10
信阳师范学院赵志强课题组报道了一种通过引入天然生物功能分子钝化电子传输层与钙钛矿界面的新策略。将具有李氨酸和多重酰胺基团的钴胺素化学键合到氧化锡纳米粒子表面作为埋底电子传输层,展现出了钝化钙钛矿表面缺陷、促进钙钛矿结晶的作用。

钙钛矿电池是目前最具产业前景的新型薄膜太阳能电池。高质量的钙钛矿薄膜和电荷传输层与钙钛矿界面的有效电荷转移,是获得高性能钙钛矿电池的必要条件。对于正型结构钙钛矿太阳能电池,通过界面修饰调控界面能级结构已被证实可以有效提高器件的效率和稳定性。而天然生物分子材料具有原料丰富、制造成本低、生物相容性好、生物可降解等特点,在绿色光电领域尤其是钙钛矿电池中可以发挥显著的作用。钴胺素(B12),富含羰基和氨基,赵志强课题组将其引入氧化锡电子传输层来调控埋底界面的性质。

 

 

3
研究发现,钴胺素能够在钝化器件埋底界面缺陷的同时,实现界面光生载流子的高效分离。钴胺素上的磷酸基(-PO4)能够与氧化锡相互作用,钝化氧化锡表面缺陷并有效地改变氧化锡薄膜的表面性质,调控氧化锡功函数,从而减小开路电压(Voc)损失;同时,钴胺素上的羰基与氨基可以与PbI2发生配位反应,钝化钙钛矿薄膜下表面的各种缺陷位点,有助于促进钙钛矿薄膜的结晶。在上述这些作用的协同优化下,载流子在钙钛矿薄膜/电子传输层界面处的非辐射复合得以抑制,增强了载流子输运,器件的性能得以显著提升。该项研究提供了一种利用生物功能分子钝化埋底界面的修饰策略,对推动绿色钙钛矿电池发展具有一定的意义。

文信息

Buried Interface Regulation by Bio-Functional Molecules for Efficient and Stable Planar Perovskite Solar Cells

Xuerui Pang, Jing Huang, Chunxia Lin, Yingfang Zhang, Nian Cheng, Wei Zi, Zhu-Zhu Sun, Zhen Yu, Zhiqiang Zhao

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202202744