2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)是一种广泛用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料,其电学性能的提升主要依赖于p型掺杂,而p型掺杂通常是通过环境氧气(O2)氧化实现的。
然而,由于O2对Spiro-OMeTAD氧化反应的固有惰性,Spiro-OMeTAD的掺杂水平受到限制。
鉴于此,2026年1月6日先丰客户大连理工大学王宇迪等人在期刊Advanced Energy Materials发表了分子平台上的自适应O2活化:促进Spiro-OMeTAD掺杂以提高碳基钙钛矿太阳能电池的效率的研究成果。
该项研究提出了一种有效提高Spiro-OMeTAD掺杂水平的方法:利用碳纳米角(CNH)上的单个钛原子作为分子平台来活化O2,从而促进Spiro-OMeTAD的氧化。
由于强金属-载体相互作用(SMSI),Ti1-O5单元与CNH之间的电荷转移增强了O2的化学吸附,削弱了O─O键,促进了O2的解离,从而有效地活化O2分子,用于Spiro-OMeTAD的氧化。这种充分的氧化作用有效地提高了Spiro-OMeTAD的掺杂水平,进而改善了其电导率。
此外,Spiro-OMeTAD的功函数也得到了很好的调控,使其能级与碳电极的能级更加匹配。这种策略显著降低了电荷转移过程中的能量损失,使碳基钙钛矿太阳能电池的功率转换效率达到了23.85%(经认证为22.85%)。值得注意的是,该器件在连续光照1000小时后仍保持了初始值的96.2%。
文中用到的主要材料碳纳米角来自先丰纳米,产品编号XF133
文献名称:Adaptive O2 Activation on a Molecular Platform: Promoting Spiro-OMeTAD Doping for High Efficiency Carbon-Based Perovskite Solar Cells
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XF133
碳纳米角
外观:黑色粉末
纯度:>97%
聚集体粒径:30-100 nm