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在传统的n-i-p型钙钛矿太阳能电池 (PVSC) 中,电子供体 (D)-受体 (A) 聚合物被发现是掺杂螺基小分子空穴传输材料 (HTM) 的潜在替代品,因为它们具有优异的性能。空穴迁移率、成膜性和稳定性方面的性能。

福建师范大学Hongyu Zhen等人通过采用咔唑作为BDT的共轭侧链开发了苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩 (BDT)-苯并二噻吩-4,8-二酮 (BDD) 共聚物 PBDB-Cz。还合成并研究了分别以烷氧基和噻吩作为BDT侧链的 PBDB-O和PBDB-T。

在PBDB-Cz中发现了咔唑侧链和BDT-BDD主链的协同作用,以促进空穴传输特性。咔唑侧链增强了聚合物链的共面性和相互作用,同时加深了聚合物HTM的能级并提高了空穴迁移率。

因此,PBDB-Cz优于两个对应物,表现出有希望的功率转换效率 (PCE) 为22.06%。值得注意的是,PBDB-Cz还提高了器件的稳定性,在环境条件下储存100天后,器件可以保留其初始PCE的90%以上。这是第一篇通过侧链工程将咔唑掺入D-A聚合物 HTM的研究。

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You, G., Li, L., Wang, S., Cao, J., Yao, L., Cai, W., Zhou, Z., Li, K., Lin, Z., Zhen, H., Ling, Q., Donor–Acceptor Type Polymer Bearing Carbazole Side Chain for Efficient Dopant-Free Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2021, 2102697.

https://doi.org/10.1002/aenm.202102697

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202102697

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