目前，钙钛矿太阳能电池中常用的空穴传输材料（Spiro-OMeTAD）的电导率和空穴迁移率较低，通常需要添加双(三氟甲基磺酰)亚胺锂（Li-TFSI）和4-叔丁基吡啶（TBP）来提升其空穴传输性能。然而，Li-TFSI具有较强的吸湿性，容易受潮并发生团聚，不仅阻碍了电荷传输，还会加速Spiro-OMeTAD空穴传输层和钙钛矿层的分解，对钙钛矿电池的效率和稳定性产生不利影响。因此，寻找稳定的疏水材料来优化改性Spiro-OMeTAD空穴传输层从而提升电池性能是目前研究中十分重要的一项工作。在本项工作中，我们将金属富勒烯Er@C2v(9)@C82（简称Er@C82）作为添加剂对Spiro-OMeTAD空穴传输层进行优化改性。在加入了极低浓度（0.09 mg/mL）的Er@C82后，Spiro-OMeTAD薄膜质量明显提高，薄膜中Li-TFSI分布更均匀，从而提升了Spiro-OMeTAD的氧化程度，使其空穴传输能力增强；此外，理论计算揭示了Er@C82的HOMO能级（-5.18 eV）位于钙钛矿材料（-5.4 eV）和Spiro-OMeTAD（-5.0 eV）之间，使得它们的能级匹配度提高。在这些因素的作用下，电池器件的效率由初始的17.53%提高至19.22%。更重要的是，电池器件的稳定性也显著提升，在空气和手套箱中分别存储400和2000小时后，电池仍可维持初始效率的70%和80%。
文章链接：Xiaoqin Ye+, Pengwei Yu+, Wangqiang Shen*, Shuaifeng Hu, Takeshi Akasaka, Xing Lu*:Er@C82as a Bifunctional Additive to the Spiro-OMeTAD Hole Transport Layer for Improving Performance and Stability of Perovskite Solar Cells. Sol. RRL, 2021. DOI:10.1002/solr.202100463
https://doi.org/10.1002/solr.202100463
