近年来钙钛矿太阳能电池发展迅猛,已通过多项光电转化效率和稳定性认证,展现出巨大的前景。空穴传输材料是决定钙钛矿电池光电转化效率和稳定性的关键因素。目前,氧化镍(NiOx)被认为是稳定性最好的空穴传输材料。然而在NiOx/钙钛矿平面异质结构中,高价镍会和钙钛矿组分发生副反应,从而破坏界面电荷传输和稳定性,降低钙钛矿电池的光伏性能。
鉴于此,我校化学与材料学院邢舟副教授和柔性电子学院安明伟副教授合作,设计一类五加成心环烯衍生物(Cor-A和Cor-AI),用于修饰NiOx/钙钛矿界面。得益于心环烯的分子偶极作用和基团的强锚定作用,心环烯界面层的引入不仅有效抑制高价镍和钙钛矿组分的副反应,而且显著加强NiOx/钙钛矿界面的空穴传输。最终,基于Cor-AI界面材料的钙钛矿电池表现出25.89%的光电转化效率和1500小时的光照稳定性,均为目前该类钙钛矿电池的最优性能之一。值得一提的是,该电池获得破纪录的填充因子(>87%)。研究成果以《Corannulene-Derivative-Interfaced Inverted Perovskite Solar Cells with a Fill Factor above 0.87》为题发表于材料领域国际TOP期刊《Adv. Funct. Mater.》上,这项工作对界面材料的设计及高填充因子钙钛矿电池的研发具有重要意义。
星空官方网站为论文第一单位,化学与材料学院2023级硕士研究生范啊娟和柔性电子学院安明伟副教授为论文共同第一作者,安明伟副教授和邢舟副教授为论文的通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金和星空官方网站青年英才启动经费的资助以及厦门大学谢素原院士团队的大力支持。
论文链接:http://doi.org/10.1002/adfm.202510193
(化学与材料学院)