Page 30 - 《精细化工》2021年第3期

·450· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

收和氧化还原性质，但分子骨架的差异导致其薄膜 （TRPL）结果表明，1-OTCN 制备的器件空穴传输
质量差别巨大，MPA-BTI 具有一定的 J 型聚集（错 层与钙钛矿界面能发生更有效电荷跃迁和收集以及
位平行聚集，沿垂直方向移动后再平行移动才能和 更少的电荷复合，而且沉积在 HTM 上的钙钛矿薄
相邻分子重叠），而 MPA-BTTI 的薄膜显示出一定的 膜尺寸更均匀，缺陷更少。因此，基于 1-OTCN 的
H 型聚集（面对面平行聚集，沿垂直方向移动会和 器件光电性能最好。在非掺杂条件下，基于小分子
相邻分子重叠）。另外，MPA-BTTI 分子具有更高的 空穴传输材料 1-T、1-OT 和 1-OTCN 的反向 PSCs
玻璃化转变温度（256 ℃）、更大的接触角（83.8°）， 器件 PCE 分别为 13.0%、14.4%以及 16.8%，均优于
在其表面的钙钛矿层具有更好的结晶性和更大的晶 常用空穴传输材料聚 3,4-亚乙基二氧噻吩-聚苯乙烯
区尺寸，这些因素均使得 MPA-BTTI 具有更加优异 磺酸盐（PEDOT-PSS）（PCE 为 13.0%）。3 种材料的
的薄膜形貌，在反式钙钛矿器件中发挥巨大优势。 接触角分别为 103.7° 、 97.9° 和 58.0° ，远大于
此外，MPA-BTTI 基器件还拥有更加有效的空穴抽 PEDOT-PSS（20.5°），良好的疏水性使其具有更好
取速率和界面电荷复合效应，最终用于构建反式 的水氧稳定性，基于 1-OTCN 的未封装电池器件在
PSCs 器件取得了 21.7%的 PCE，其开路电压（V oc ） 空气中放置 10 d 后仍能保持原始效率的 75%。
2
为 1.12 V、短路电流密度（J sc）为 23.23 mA/cm 、填
充因子为 0.81，而且几乎没有迟滞现象。此外，基
于 MPA-BTTI 封装的电池器件在 500 h 的恒定光照
下保持了初始效率的 90%，在 80 ℃，800 h 下可以
保持初始效率的 94%，具有良好的稳定性。该研究
成功解决了倒置 PSCs 中高效无掺杂小分子空穴传
输材料的应用问题。

王梦涵等 [55] 设计合成了 3 个以甲氧基三苯胺为
给体、羰基或双氰基乙烯基为受体的 D-A-D 型有机
小分子空穴传输材料 1-T、1-OT 和 1-OTCN（结构 以上为线型 D-A-D 型空穴传输材料在 PSCs 中
如下所示），作者通过引入具有不同给（吸）电子能 的应用，为 PSCs 的发展提供了重要基础。表 1 中
力的基团，对材料的光电性质进行有效调控。稳态 总结了部分 D-A-D 型空穴传输材料的性质以及相应
光致发光光谱（PL）和时间分辨光致发光光谱 电池器件的性能参数。

表 1 各构型最优空穴传输材料的相关性能
Table 1 Characteristic parameters of the HTMs

HTM HOMO 空穴迁移率/ J sc/ 参比效 参考
2
名称 /eV 〔cm /(V·s)〕 器件结构 V oc/V (mA/cm ) FF PCE/% 率 /% 文献
①
2
–3
B3 –5.27 1.02×10 FTO/TiO 2/m-TiO 2/CH 3NH 3PbI 3/B3/Au 0.91 16.96 0.64 12.1 7.96 [27]
HZ-2 –5.30 4.8×10 –4 ITO/SnO 2/CH 3NH 3PbI 3–xCl x/HZ-2/Au 1.03 20.43 0.68 14.2 14.9 [28]