新型富勒烯吡咯烷电子传输材料在p-i-n型钙钛矿太阳能电池中的应用OA

[目的]目前,在p-i-n型钙钛矿太阳能电池中,富勒烯C_(60)及其衍生物[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PCBM)因其优异的电子传输能力而被广泛用作电子传输材料.然而,C_(60)的溶解性差,需要通过高耗能的真空热蒸镀工艺制备电子传输层;PCBM存在合成路线复杂、成本高昂的问题.因此,开发高效率、低成本的富勒烯电子传输材料至关重要.[方法]本研究通过Prato反应一锅法合成富勒烯吡咯烷FP1、FP2和FP3,并将其作为电子传输材料应用于p-i-n型钙钛矿太阳能电池.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法测定分子能级,通过稳态荧光光谱表征其电荷提取能力,并研究器件的光伏性能.[结果]含苯乙氰主链的FP2比含苯甲基主链的FP1的光伏性能更优,其最高光电转换效率为23.47%,性能接近PCBM对照器件.然而,随着侧链苯环上酯基数目的进一步增加,FP3的空间位阻随之增大,反而导致器件性能下降.[结论]本研究合成3种富勒烯吡咯烷电子传输材料,通过主链和侧链调控成膜性能与电荷提取能力,进而提高了p-i-n型钙钛矿太阳能电池的光伏性能,为开发高性能富勒烯电子传输材料提供了参考.