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A Multifunctional Bis-Adduct Fullerene for Efficient Printable Mesoscopic Perovskite Solar Cells
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-03-20 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.7b18945 Chengbo Tian 1 , Shujing Zhang 1 , Anyi Mei 1 , Yaoguang Rong 1 , Yue Hu 1 , Kai Du 2 , Miao Duan 1 , Yusong Sheng 1 , Pei Jiang 1 , Gengzhao Xu 2 , Hongwei Han 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-03-20 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.7b18945 Chengbo Tian 1 , Shujing Zhang 1 , Anyi Mei 1 , Yaoguang Rong 1 , Yue Hu 1 , Kai Du 2 , Miao Duan 1 , Yusong Sheng 1 , Pei Jiang 1 , Gengzhao Xu 2 , Hongwei Han 1
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Printable mesoscopic perovskite solar cells (PMPSCs) have exhibited great attractive prospects in the energy conversion field due to their high stability and potential scalability. However, the thick perovskite film in the mesoporous layers challenges the charge transportation and increase grain boundary defects, limiting the performance of the PMPSCs. It is critical not only to improve the electric property of the perovskite film but also to passivate the charge traps to improve the device performance. Herein we synthesized a bis-adduct 2,5-(dimethyl ester) C60 fulleropyrrolidine (bis-DMEC60) via a rational molecular design and incorporated it into the PMPSCs. The enhanced chemical interactions between perovskite and bis-DMEC60 improve the conductivity of the perovskite film as well as elevate the passivation effect of bis-DMEC60 at the grain boundaries. As a result, the fill factor (FF) and power conversion efficiency (PCE) of the PMPSCs containing bis-DMEC60 reached 0.71 and 15.21%, respectively, significantly superior to the analogous monoadduct derivative (DMEC60)-containing and control devices. This work suggests that fullerene derivatives with multifunctional groups are promising for achieving high-performance PMPSCs.
中文翻译：
用于高效可印刷介观钙钛矿太阳能电池的多功能双加合物富勒烯。
可印刷介观钙钛矿太阳能电池（PMPSC）由于其高稳定性和潜在的可扩展性而在能量转换领域展现出了诱人的前景。然而，介孔层中的钙钛矿厚膜挑战了电荷传输并增加了晶界缺陷，从而限制了PMPSC的性能。至关重要的是，不仅要改善钙钛矿薄膜的电性能，而且要钝化电荷陷阱以提高器件性能。在这里，我们通过合理的分子设计合成了双加合物的2，5-（二甲基酯）C 60全吡咯烷酮（bis-DMEC 60），并将其掺入到PMPSCs中。钙钛矿和bis-DMEC 60之间增强的化学相互作用改善钙钛矿薄膜的电导率，并提高bis-DMEC 60在晶界处的钝化效果。结果，包含双-DMEC 60的PMPSC的填充因子（FF）和功率转换效率（PCE）分别达到0.71和15.21％，明显优于包含类似单加合物衍生物（DMEC 60）和控制装置的器件。这项工作表明具有多功能基团的富勒烯衍生物有望实现高性能的PMPSC。
更新日期：2018-03-20
中文翻译：
用于高效可印刷介观钙钛矿太阳能电池的多功能双加合物富勒烯。
可印刷介观钙钛矿太阳能电池（PMPSC）由于其高稳定性和潜在的可扩展性而在能量转换领域展现出了诱人的前景。然而，介孔层中的钙钛矿厚膜挑战了电荷传输并增加了晶界缺陷，从而限制了PMPSC的性能。至关重要的是，不仅要改善钙钛矿薄膜的电性能，而且要钝化电荷陷阱以提高器件性能。在这里，我们通过合理的分子设计合成了双加合物的2，5-（二甲基酯）C 60全吡咯烷酮（bis-DMEC 60），并将其掺入到PMPSCs中。钙钛矿和bis-DMEC 60之间增强的化学相互作用改善钙钛矿薄膜的电导率，并提高bis-DMEC 60在晶界处的钝化效果。结果，包含双-DMEC 60的PMPSC的填充因子（FF）和功率转换效率（PCE）分别达到0.71和15.21％，明显优于包含类似单加合物衍生物（DMEC 60）和控制装置的器件。这项工作表明具有多功能基团的富勒烯衍生物有望实现高性能的PMPSC。
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