左旋多巴和N,N-二甲基亚砜共掺杂PEDOT∶PSS作为空穴传输层的高性能p-i-n型钙钛矿太阳能电池

摘要

在p-i-n型的钙钛矿太阳能电池中,聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)作为最常用的空穴传输层(HTL)材料之一,由于其存在着吸湿性强以及能级与钙钛矿层不匹配等缺点,限制了它的应用.基于此,本文拟采用将左旋多巴(DOPA)和N,N-二甲基亚砜(DMSO)共同掺杂于PEDOT∶PSS作为HTL的简单方法制备高性能p-i-n型钙钛矿太阳能电池.研究结果表明,DOPA和DMSO共掺杂PEDOT∶PSS可以有效的调节HTL的能级并提高其导电性,器件的能量转化效率由13.35％显著提高到了17.54％.进一步研究发现,相比于未掺杂或单一掺杂的PEDOT∶PSS,在DOPA和DMSO共掺杂的PEDOT∶PSS上更有利于生长大尺寸、高结晶度的钙钛矿晶体;同时稳态/瞬态荧光和交流阻抗测试表明器件的内部载流子分离和传输更加有效.