SCMs|通过Y3N@C80内嵌金属富勒烯修饰调节钙钛矿太阳能电池的界面性质

富勒烯衍生物在钙钛矿太阳能电池(PSC)中具有广泛的应用，例如作为电子传输层(ETL)、界面改性剂或添加剂。然而，很少有研究报道利用内嵌金属富勒烯(EMF)来改善PSC的性能。近日，西南石油大学章文峰副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，报道了一种新颖的Y₃N@C₈₀ EMFs的合成，并将其用作SnO₂ ETL基PSCs的界面改性剂。

图1 (a) Y₃N@C₈₀的化学结构；(b) Y₃N@C₈₀改性的SnO₂ ETL基PSCs；(c) SnO₂膜和Y₃N@C₈₀改性的SnO₂膜的Y 3d XPS；(d) SnO₂膜和Y₃N@C₈₀改性的SnO₂膜的SCLC (空间电荷限制电流)；(e) 器件中对应层的能级谱。

结果表明，在SnO₂ ETL器件中观察到的能级不匹配和载流子复合严重等问题，在Y₃N@C₈₀分子的修饰下得以改善。与SnO₂ ETL相比，由于SnO₂-Y₃N@C₈₀/钙钛矿界面之间更合适的能级排列和更快的电子提取，器件开路电压(VOC)从1.10 V (SnO₂)显著提高到1.14 V (SnO₂-Y₃N@C₈₀)，能量转换效率由20.59%提高到21.66%，并大大降低了电池的滞后效应。此外，Y₃N@C₈₀的疏水性和晶界减少导致缺陷态密度降低，使得目标器件的稳定性也有所提高。

文章信息

Zhou, X., Zhang, W., Wang, S. et al. Managing interfacial properties of planar perovskite solar cells using Y₃N@C₈₀ endohedral metallofullerene. Sci. China Mater. (2022). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1983-3

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