Photoactivated p-Doping of Organic Interlayer Enables Efficient Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Photoactivated p-Doping of Organic Interlayer Enables Efficient Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
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有机中间层的光激活 p 掺杂可实现高效的钙钛矿/硅串联太阳能电池
DOI：
10.1021/acsenergylett.2c00780
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发表时间：
2022
影响因子：
22
通讯作者：
Kirmani, Ahmad R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng, Xiaopeng;Liu, Jiang;Liu, Tuo;Aydin, Erkan;Chen, Min;Yan, Wenbo;De Bastiani, Michele;Allen, Thomas G.;Yuan, Shuai;Kirmani, Ahmad R.
粗糙表面上的经溶液处理的有机半导体层的厚度往往变化很大，显著阻碍了相关光电器件中的电荷提取。在这里，我们报告的光活化p型掺杂的空穴传输材料（HTM），以提高（纹理）钙钛矿/硅串联太阳能电池的空穴提取，使器件性能不太敏感的空穴传输层厚度的变化。我们使用离子化合物4-异丙基-4 ′-甲基二苯基碘四（五氟苯基硼酸盐）（DPI-TPFB）作为聚三芳胺（PTAA）中的p型掺杂剂，我们使用PTAA作为HTM。我们观察到，光浸泡DPI-TPFB掺杂的PTAA显示出比未掺杂的PTAA膜高约22倍的电导率，这转化为串联太阳能电池的改善的填充因子（FF）。我们的串联太阳能电池实现了80%的FF和27.8%的效率，并在其最大功率点运行200小时而没有性能损失，除了在户外环境中运行一个月后保持83%的初始性能外。
Solution-processed organic semiconductor layers on rough surfaces tend to vary widely in thickness, significantly hindering charge extraction in relevant optoelectronic devices. Herein, we report the photoactivated p-doping of hole-transporting material (HTM) to enhance hole extraction for (textured) perovskite/silicon tandem solar cells, making the device performance less sensitive to the variation of hole transport layer thickness. We used the ionic compound 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis(penta-fluorophenyl-borate) (DPI-TPFB) as a p-type dopant in poly(triaryl amine) (PTAA), which we used as the HTM. We observed that light soaking DPI-TPFB-doped PTAA shows approximately 22 times higher conductivity compared with an undoped PTAA film, which translated into an improved fill factor (FF) for tandem solar cells. Our tandem solar cells achieved an ∼80% FF and 27.8% efficiency and operated at their maximum power point for 200 h without loss of performance, in addition to retaining ∼83% of initial performance over a month of operation in an outdoor environment.
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