Redox engineering of spiro-OMeTAD based hole transport layer enabled by ultrathin Co(III)-grafted carbon nitride nanosheets for stable perovskite solar cells

材料科学 石墨氮化碳 钙钛矿(结构) 化学工程 氧化还原 氮化物 图层(电子) 碳纤维 氮化碳 纳米技术 催化作用 复合材料 有机化学 冶金 化学 工程类 复合数 光催化
作者
Wei Cao,Jian Zhang,Kaifeng Lin,Lele Qiu,Junzhuo Li,Dong Yan,Debin Xia,Ruiqing Fan
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:104: 107924-107924 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107924
摘要

Perovskite solar cells (PSCs) incorporating 2,2’,7,7’-tetrakis(N, N-di-p-methoxyphenylamine)-9,9’-spirobifluorene (spiro-OMeTAD) still face critical stability challenges, causing by the environment-dependent oxidation and the unsatisfactory oxidizing additives decaying perovskite films. Here, the Co(III)-grafted ultrathin graphitic carbon nitride (Co(III)-CN) nanosheets with few atom layers are prepared through a bottom-up strategy, which possess the Co(III)-CN/Co(II)-CN redox couple for controllably oxidizing spiro-OMeTAD and selectively reducing the released I 2 from perovskite to generate I - , thereby enhancing the conductivity and hole mobility of HTL and passivating defects at the interface with perovskite. Moreover, the Co(III)-CN with a large specific surface area and abundant nitrogen sites could inhibit the migration of Li + ions and the volatilization of 4-tert-butylpyridine ( t BP), maintaining the regular morphology of the hole transport layer (HTL) film under humid and thermal conditions. Consequently, the improvement in the hole extraction and reduction in interfacial recombination enable the power conversion efficiency (PCE) of the doped device reaching to 23.01%, exceeding 21.21% for the pristine device. Specifically, the optimized PSCs maintain 88% and 80% of initial PCE after exposure to the ambient environment for 1200 h and 85 °C for 720 h. This work exhibits controllable oxidation and interface passivation by ultrathin Co(III)-grafted CN nanosheets for high-performance PSCs. In this work, an effective multifunctional Co(III) ion-grafted ultrathin graphitic carbon nitride (Co(III)-CN) nanosheets was used as an additive in hole transport layer to improve the efficiency and stability of perovskite solar cells. The redox shuttle of Co(III)-CN/Co(II)-CN realized controllable oxidation of spiro-OMeTAD and reduced the I 2 defects at the interface with perovskite. • The ultrathin Co(III)-CN nanosheets with micrometers lateral size were prepared. • The Co(III)-CN/Co(II)-CN redox couple oxidized spiro-OMeTAD and reduced I 2 defects. • Co(III)-CN nanosheets significantly restricted Li + diffusion in PSCs. • Co(III)-CN nanosheets delayed the volatilization of t BP almost 2 min at 85 °C.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
鬼见愁应助白华苍松采纳,获得10
29秒前
青珊发布了新的文献求助10
1分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
共享精神应助夏林采纳,获得10
1分钟前
夏林完成签到,获得积分10
1分钟前
钟声完成签到,获得积分10
1分钟前
为你钟情完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高高代珊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
喵喵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
淼淼之锋完成签到 ,获得积分10
2分钟前
顺利的曼寒完成签到 ,获得积分10
2分钟前
dashen423完成签到 ,获得积分10
2分钟前
白白白完成签到 ,获得积分10
2分钟前
叼面包的数学狗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
又又完成签到,获得积分10
2分钟前
科研兵发布了新的文献求助10
2分钟前
笨笨忘幽完成签到,获得积分10
2分钟前
田様应助科研兵采纳,获得10
3分钟前
CLTTT完成签到,获得积分10
3分钟前
科研兵完成签到 ,获得积分10
3分钟前
jerry完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Lesterem完成签到 ,获得积分10
3分钟前
小学生学免疫完成签到 ,获得积分10
3分钟前
熊二完成签到,获得积分10
3分钟前
饱满烙完成签到 ,获得积分10
4分钟前
邓代容完成签到 ,获得积分10
4分钟前
简奥斯汀完成签到 ,获得积分10
4分钟前
李爱国应助Ec_w采纳,获得10
4分钟前
青珊发布了新的文献求助10
4分钟前
青珊完成签到,获得积分10
4分钟前
多托郭完成签到 ,获得积分10
4分钟前
玉婷完成签到,获得积分10
5分钟前
Hugo完成签到,获得积分10
5分钟前
认真路人完成签到 ,获得积分10
5分钟前
chenbin完成签到,获得积分10
5分钟前
快乐小狗完成签到,获得积分20
5分钟前
陈米花完成签到,获得积分10
5分钟前
yyjl31完成签到,获得积分0
5分钟前
Simon_chat完成签到,获得积分10
5分钟前
吐司炸弹完成签到,获得积分10
6分钟前
高分求助中
Rock-Forming Minerals, Volume 3C, Sheet Silicates: Clay Minerals 2000
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
The Healthy Socialist Life in Maoist China 600
The Vladimirov Diaries [by Peter Vladimirov] 600
encyclopedia of computational mechanics,2 edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3268795
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2908247
关于积分的说明 8344961
捐赠科研通 2578573
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1402210
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 655352
邀请新用户注册赠送积分活动 634490