聚合物构型的溶剂活化转变，以提高钙钛矿光伏的界面可靠性

有机材料因其结构多功能性和溶液可加工性而被广泛用作钙钛矿太阳能电池中的电荷传输层。然而，它们的低表面能通常会导致与钙钛矿溶液接触时薄膜的润湿性不令人满意，从而限制了光伏器件的界面性能。尽管溶剂后处理偶尔可以调节有机膜的润湿行为，但固液相互作用的机制仍不清楚。在这里，我们提供了溶剂与常规聚合物聚[双（4-苯基）（2,4,6-三甲基苯基）胺] （PTAA） 的润湿性之间可能存在相关性的证据，并揭示了溶剂的汉森溶解度参数 （HSP） 在润湿机制中的关键作用。我们的结果表明，常规溶剂 N，N-二甲基甲酰胺 （DMF） 通过形态破坏机制提高了 PTAA 的润湿性，但对界面电荷收集和稳定性产生了负面影响。相比之下，具有适当 HSP 值的 2-甲氧基乙醇 （2-Me） 有序地诱导 PTAA 构型的转变，同时提高润湿性并保持薄膜形貌。在仔细优化 PTAA 薄膜的表面构象后，钙钛矿结晶和界面相容性都得到了增强。得益于卓越的界面特性，基于 2-Me 的钙钛矿太阳能电池可提供 24.15% 的冠军效率，而基于 DMF 的钙钛矿太阳能电池的效率为 21.4%。更令人鼓舞的是，使用 2-Me 最大限度地减少了钙钛矿埋藏的界面缺陷，使未封装的器件在光照 1100 小时后能够保持约 95% 的初始效率。本研究证明了溶剂-聚合物相互作用在调整界面特性和增强钙钛矿太阳能电池稳健性方面的高效性。

服务对象 ： 厦门大学
发表时间： 2024年8月8日
发表期刊： Journal of the American Chemical Society
文章链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05904