New Generation Hole Transporting Materials for Perovskite Solar Cells: Amide‐Based Small‐Molecules with Nonconjugated Backbones

酰胺 钙钛矿(结构) 材料科学 共轭体系 能量转换效率 分子 化学工程 组合化学 纳米技术 聚合物 光电子学 有机化学 复合材料 化学 工程类
作者
Michiel L. Petrus,Kelly Schutt,Maximilian T. Sirtl,Eline M. Hutter,Anna C. Closs,James Ball,Johan C. Bijleveld,Annamaria Petrozza,Thomas Bein,Theo J. Dingemans,Tom J. Savenije,Henry J. Snaith,Pablo Docampo
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (32) 被引量:91
标识
DOI:10.1002/aenm.201801605
摘要

Abstract State‐of‐the‐art perovskite‐based solar cells employ expensive, organic hole transporting materials (HTMs) such as Spiro‐OMeTAD that, in turn, limits the commercialization of this promising technology. Herein an HTM (EDOT‐Amide‐TPA) is reported in which a functional amide‐based backbone is introduced, which allows this material to be synthesized in a simple condensation reaction with an estimated cost of <$5 g −1 . When employed in perovskite solar cells, EDOT‐Amide‐TPA demonstrates stabilized power conversion efficiencies up to 20.0% and reproducibly outperforms Spiro‐OMeTAD in direct comparisons. Time resolved microwave conductivity measurements indicate that the observed improvement originates from a faster hole injection rate from the perovskite to EDOT‐Amide‐TPA. Additionally, the devices exhibit an improved lifetime, which is assigned to the coordination of the amide bond to the Li‐additive, offering a novel strategy to hamper the migration of additives. It is shown that, despite the lack of a conjugated backbone, the amide‐based HTM can outperform state‐of‐the‐art HTMs at a fraction of the cost, thereby providing a novel set of design strategies to develop new, low‐cost HTMs.
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