Ingeniería de la interfaz de heterounión perovskita/PCBM basada en cup-aromático macrocíclico y su aplicación en células solares de perovskita invertidas

YANG Xue-ke ,  

HE Zhen ,  

PU Yuan-wei ,  

LIANG Yong-chao ,  

ZHAO Feng-gui ,  

ZUO Ying-qi ,  

WANG Chu-ying ,  

XIONG Jian ,  

摘要

El rendimiento y la estabilidad de las células solares de perovskita invertidas (PSCs) se ven gravemente limitados por la acumulación de defectos y el mal contacto en la heterounión perovskita/[6,6]-fenil-C61-butirato de metilo (PCBM), lo que provoca recombinación no radiativa. En este artículo se propone una estrategia multifuncional de modificación de interfaz basada en 4-sulfonil cup [6] aromático (SC6A) para resolver los problemas de defectos inherentes en la interfaz PVSK/PCBM. Como derivado de cup-aromático, SC6A posee un esqueleto aromático macrocíclico en forma de copa, con abundantes grupos sulfonato (-SO3H) e hidroxilo (-OH). Puede lograr una cobertura multisitio y omnidireccional en la superficie del perovskita, simultáneamente pasivando múltiples defectos e inhibiendo la recombinación no radiativa de portadores. Su estructura de cavidad única puede formar interacciones π-π con PCBM, ayudando a regular la distribución de moléculas de PCBM y mejorar su dispersabilidad. Esto mejora la uniformidad de la película de PCBM, optimiza el contacto interfacial deficiente y promueve aún más la eficiencia del transporte de portadores. Gracias a estos efectos sinérgicos, los dispositivos modificados con SC6A lograron una alta eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 24,56%. Además, los dispositivos basados en SC6A demostraron una excelente estabilidad, manteniendo el 93% del PCE inicial tras 1500 horas de almacenamiento en atmósfera de N₂ y conservando aún el 80% después de 500 horas de envejecimiento térmico a 65 °C, superando notablemente a los dispositivos de control sin modificar.

关键词

4-sulfonil cup [6] aromático;modificación de interfaz;células solares de perovskita invertidas

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