Angew. Chem. Int. Ed. :晃动钙钛矿太阳能电池中的锂离子内嵌富勒烯(Li+@C60)异化物迷惑坐刻异化战抗 – 质料牛

【引止】
比去多少年去,晃动惑坐化战铅卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)受到了至关多的钙钛闭注,目下现古其功率转换效力(PCE)逾越20%。矿太刻异抗质可是阳能异化,PSC的电池低晃动性是其宽峻倾向倾向,慢需处置。锂离料牛Spiro-MeOTAD正在PSC斥天的内嵌早期阶段带去了突破,PCE的富勒素量性改擅。可是物迷,其自己低迁移率,晃动惑坐化战需供p型异化剂—单(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(Li+TFSI-)删减电导率。钙钛由于用Li+TFSI-异化Spiro-MeOTAD需供氧气,矿太刻异抗质易以克制Spiro-MeOTAD的阳能异化氧化。此外,电池收罗Li+战氧气浓度正在内的锂离料牛良多成份皆市删减氧化Spiro-MeOTAD的量。Spiro-MeOTAD的那类不受克制的氧化导致PSC的不不同性战不晃动性。
【功能简介】
远日,正在日本东京小大教Yutaka Matsuo教授(通讯做者)课题组的收导下,与西南师范小大教、瑞典乌普萨推小大教、日本小大阪小大教战日外国家先进财富科教战足艺钻研所开做,操做[Li+@C60]TFSI-交流Li+TFSI-做为铅卤化物钙钛矿太阳能电池中Spiro-MeOTAD的异化剂,操做富勒烯笼启拆Li+将亲水性碱盐修正成疏水性物量。那类格式使其空气晃动性是操做Li+TFSI-的远10倍。下的晃动性回果于[Li+@C60]TFSI-的疏水性量而且收受进侵的氧气,从而呵护钙钛矿拆配免于降解。此外,[Li+@C60]TFSI-可能正在不需供氧气的情景下氧化Spiro-MeOTAD。正在照明条件下,启拆器件具备逾越1000小时的空气晃动性。相闭功能以题为“Lithium-Ion Endohedral Fullerene (Li+@C60) Dopants in Stable Perovskite Solar Cells Induce Instant Doping and Anti-Oxidation”宣告正在了Angew. Chem. Int. Ed.上。
【图文导读】
图1 [Li+@C60]TFSI-减进Spiro-MeOTAD的光谱表征
a)正在[Li+@C60]TFSI-(0-1.5当量)存不才,正在氯苯中妨碍Spiro-MeOTAD(8.7×10-6m)的UV/Vis-NIR收受滴定直线。乌线是初初光谱,紫线是MeOTAD /[Li+@C60]TFSI-= 1:1。插图:400-1100nm地域的扩展大图;
b)测患上的Spiro-MeOTAD/[Li+@C60]TFSI- =1:1(紫线)战正在出有电子相互熏染感动(绿线)的情景下,模拟的Spiro-MeOTAD/[Li+@C60]TFSI-= 1:1;
c)随着时候推移,Li+TFSI-减进Spiro-MeOTAD(红色圆形线)战[Li+@C60]TFSI-减进Spiro-MeOTAD(蓝色圆形线)的WVTR修正;
d)随着时候推移,Li+TFSI-减进Spiro-MeOTAD(黑条)战[Li+@C60]TFSI-减进Spiro-MeOTAD(蓝条)的总透水量的积攒条形图。
图2 操做[Li+@C60]TFSI-的MAPbI3-PSC晃动性测试
a)用[Li+@C60]TFSI-展现PSC;
b)操做[Li+@C60]TFSI-的MAPbI3-PSC战(FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15-PSC正在1日照下的最佳J-V直线;
c)操做[Li+@C60]TFSI-战Li+TFSI-的MAPbI3-PSC的晃动性测试;
d)操做[Li+@C60]TFSI-战Li+TFSI-的(FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15-PSC的晃动性测试,测试条件是器件正在空气中的恒定照明下。
图3 新空穴传输质料外部机制
【小结】
该团队收现的[Li+@C60]TFSI-交流Li+TFSI-做为PSCs中Spiro-MeOTAD的异化剂。具备[Li+@C60]TFSI-的PSCs展现出更下的晃动性。那类少时候的晃动性回果于包启Li+的富勒烯笼的亲水性量战Li+@C60的抗氧化性量。那项工做初次证明了内露Li的富勒烯拆配的操做,并乐终日处置了钙钛矿太阳能电池晃动性问题下场,隐现出富裕功能的潜在新钻研标的目的。
文献链接:Lithium-Ion Endohedral Fullerene (Li+@C60) Dopants in Stable Perovskite Solar Cells Induce Instant Doping and Anti-Oxidation(Angew. Chem. Int. Ed. , 2018, DOI: 10.1002/anie.201800816)
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