铜酞菁无掺杂空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

摘要

将4-正丁基苯氧基基团引入到酞菁环的α-或β-位上合成两个四取代的铜酞菁衍生物α-CuPc-Bu和β-CuPc-Bu,并将其作为非掺杂空穴传输材料(HTMs)应用于介观多孔钙钛矿太阳能电池(PSCs)中.详细研究了取代基的位置(α-或β-位)对金属酞菁的光化学、电化学、热稳定性、空穴迁移率，以及PSCs器件性能的影响.与α-取代的基团相比较，β-取代的基团可使薄膜态的金属酞菁分子呈现略强的分子面面相对的H堆积，由此略微提高了其空穴传输能力.将β-CuPc-Bu作为非掺杂HTM应用于钙钛矿太阳能电池，所获得的最优器件在标准光强下获得了16.3%的光电转换效率，略优于基于α-CuPc-Bu的电池器件的光电转换效率(15.7%).此外，基于非掺杂β-CuPc-Bu HTM的未封装电池器件在室温下显示了较好的长期稳定性.

关键词

钙钛矿太阳能电池 / 空穴传输材料 / 光电转换效率 / 铜酞菁