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南開大學劉永勝團隊AM:有機半導體間隔層與無機層之間的軌道相互作用

 更新時間:2022-11-08 點擊量:500
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主要內容
二維Dion-Jacobson(DJ)鈣鈦礦因其固有的結構穩定性而成為新興的光伏材料。然而,由于絕緣脂肪族陽離子被廣泛應用于鈣鈦礦的隔層中,因此對隔層與無機層之間的相互作用研究較少。

南開大學劉永勝團隊成功制備了具有兩個共價連接噻吩環的有機半導體間隔物BThDMA,用于2D DJ鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)。其中發現共軛有機間隔層和相鄰無機層之間存在強烈的軌道相互作用,而使用相似長度的aliphatic octane-1,8-diaminium (ODA)間隔層的DJ鈣鈦礦中不存在這種相互作用。具有多個芳環共軛的BThDMA間隔層還可以誘導晶粒尺寸大且晶體生長垂直取向優選,從而降低陷阱密度并提高電荷載流子遷移率。結果表明,優化后的器件基于 (BThDMA) MAn?1PbnI3n+1 (nominal n = 5) ,PCE達到18.1%,忽略滯后影響,使用具有兩個或多個共價連接芳香環間隔物的 2D DJ PSCs 實現了更高的效率。這些發現為開發有機半導體間隔層實現高效穩定的2D DJ鈣鈦礦太陽能電池提供了新穎而重要的見解。

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文獻信息

Orbital Interactions between Organic Semiconductor Spacer and Inorganic Layer in Dion?Jacobson Perovskite Enable Efficient Solar Cells

Yixin Dong, Xiyue Dong, Di Lu, Mingqian Chen, Nan Zheng, Rui Wang, Qiaohui Li, Zengqi Xie, Yongsheng Liu*

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