作者:威利 信用:威利 耐用、高性能的钙钛矿太阳能电池还需要耐用、高性能的电荷传输层
科学家已经开发出第一种不需要掺杂剂就能获得高电荷迁移率和稳定性的有机空穴传输体
根据发表在Angewandte Chemie杂志上的研究，这种新型空穴传输层优于参考材料，保护钙钛矿有机电池免受空气湿度的影响
在钙钛矿太阳能电池中，钙钛矿光吸收层夹在两个电荷传输层之间，电荷传输层收集产生的空穴和电子，并将它们传输到电极
这些电荷传输层提高了电池的能量转换效率，对维持空气稳定性至关重要
最先进的空穴转运蛋白由一种叫做螺旋霉素的有机物质组成
然而，为了促进平滑的电荷载流子迁移率，它们需要吸湿添加剂作为掺杂剂，这降低了钙钛矿在潮湿空气中的稳定性
华东科技大学的吴永阵和他的同事正在探索一种叫做喹喔啉的扁平、芳香、含氮化合物作为空穴转运体
科学家们制备了两种新型喹喔啉，其中含有另外一种叫做噻吩的含硫物质
这个想法是含噻吩结构的能级与钙钛矿层的能级相匹配，从而实现有效的空穴提取
在一个喹喔啉中，噻吩或多或少能自由旋转，而在另一个喹喔啉中，噻吩是稠合的，不能旋转
两种喹喔啉都能形成薄的晶体膜，是很好的空穴提取剂，但只有那些带有稠合噻吩环的薄膜也能形成堆叠良好的晶体层
科学家观察到含有新型空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池的功率转换效率超过21%
这些电池的性能优于含有掺杂螺环的参比电池
作者还发现，用这种新材料制成的装置比那些含有掺杂参考材料的装置更耐用
科学家们写道，不含掺杂剂的器件“在30天内保持了黑暗和均匀的光亮外观”，而含掺杂剂的螺-metadad器件“明显褪色”
" 含喹喔啉的钙钛矿太阳能电池也能抵抗潮湿空气，而参比电池的性能下降很快
研究人员得出结论，这种新型材料不仅能够提取和运输空穴，还能保护钙钛矿型太阳能电池免受湿气的影响
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