钙钛矿太阳能电池中新型有机空穴传输材料的合成、应用和光电转换机理研究

基本信息
批准号:21703008
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:崔彬彬
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘娜,刘浪,杨双双,张德良,石从波,朱城
关键词:
能级调控空穴传输材料钙钛矿光电转化效率填充因子
结项摘要

Organic - inorganic hybrid perovskite solar cells (PSCs) have rapid progress in just few years and show important application prospect, exhibiting high photoelectric conversion efficiency (PCE) of up to 22.1%. Stability, PCE and fill factor of perovskite solar cells improved significantly, with the help of solid organic hole-transporting material(HTM) like organic molecule which named as spiro-OMeTAD. However, this kind of HTM has long synthesis period, low yield and is very expensive, and PCE of PSCs based on such HTM is likely to reach upper limit. In this research, we will design and synthesize new HTM containing arylamine and apply them to PSCs. Generation and transferring of photo-induced carrier in PSCs’ different layers, and the photoelectric conversion mechanism would be clear. This research will help us to expand the photoelectric conversion potential of PSCs and improve PSCs’ stability and structure. Moreover,new and cheaper HTM will lower the cost of PSCs. All these are meaningful to solve the problem of energy and environment.

有机-无机杂化的钙钛矿材料制备的太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)经过短短几年的发展,实现了光电转换效率的飙升,到目前为止,钙钛矿太阳能电池的最高且已被认证的效率已达到22.1%,具有十分重要的应用前景。固态有机空穴传输层材料如spiro-OMeTAD分子的引入极大提高了PSCs的稳定性,光电转换效率和填充因子。但spiro-OMeTAD类有机分子存在分子合成周期长,产率低,成本高等缺点,且以该材料为空穴传输层的PSCs光电转换效率基本达到上限。因此,本项目将设计合成新型芳胺类空穴传输材料,并应用于 PSCs;研究钙钛矿太阳能电池各功能层中的光生载流子产生、输运过程,深刻理解PSCs光伏转换机理,充分挖掘PSCs光伏转换的潜能;有望进一步提高电池的稳定性,优化电池结构,降低成本,对于解决能源短缺和环境问题具有重要的科学意义。

项目摘要

有机-无机杂化的钙钛矿材料制备的太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)经过短短几年的发展,实现了光电转换效率的飙升,到目前为止,钙钛矿太阳能电池的最高且已被认证的效率已超过25%,具有十分重要的应用前景。固态有机空穴传输层材料如spiro-OMeTAD分子的引入极大提高了PSCs的稳定性,光电转换效率和填充因子。但spiro-OMeTAD类有机分子存在分子合成周期长,产率低,成本高等缺点,且以该材料为空穴传输层的PSCs光电转换效率基本达到上限。因此,本项目设计合成了一系列廉价的D-π-D型三芳胺类空穴传输材料(HTMs)应用于PSCs,共轭结构使这些分子具有高空穴迁移率,能够得到与基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳能电池相媲美的光电转换效果;研究了钙钛矿太阳能电池各功能层中的光生载流子产生、输运过程,深刻理解PSCs光伏转换机理,充分挖掘PSCs光伏转换的潜能;有望进一步提高电池的稳定性,优化电池结构,降低成本,对于解决能源短缺和环境问题具有重要的科学意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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