近日，中国科学院合肥物质科学研究院陈冲研究员课题组在《纳米能源》上发表研究成果 ，成功提高了钙钛矿太阳能电池(PSC)的光电转换效率(PCE)。 )至24.5%。

他们利用无机纳米材料亚砜锡(SnSO)作为掺杂剂氧化并调节有机空穴传输层2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9 -螺二芴(spiro-OMeTAD)。

Spiro-OMeTAD 是最关键的空穴传输层 (HTL) 材料。为了提高spiro-OMeTAD的电荷传输能力，需要三氟甲磺酰亚胺锂(Li-TFSI)来介导氧和spiro-OMeTAD之间的反应。然而，这种传统的掺杂方法掺杂效率低，过量的Li-TFSI会残留在spiro-OMeTAD薄膜中，导致薄膜的致密性和长期导电性下降。氧化反应的持续时间通常需要10-24小时才能达到所需的电导率和功函数。

在这项研究中，科学家们开发了一种快速且可重复的策略来控制纳米材料的氧化。他们使用 SnSO 纳米材料将 spiro-OMeTAD 预氧化成 spiro-OMeTAD .+ TFSI- 前驱体溶液中的自由基。这提高了电导率，优化了HTL的能级位置，并实现了24.5%的高PCE。

他们发现 SnSO 调控的 spiro-OMeTAD HTL 具有无针孔、均匀且光滑的形态。即使在高温高湿条件下其性能和形貌也保持稳定。

“而且，氧化过程仅需几个小时，这有利于提高PSCs的商业化制备效率。”陈冲教授说。

该研究为进一步提高PSC的效率和稳定性提供了有效策略，对于促进其商业化具有重要意义。