Spiro-OD是高效稳定的柔性钙钛矿太阳能电池的主要空穴传输材料。然而,Spiro-OD氧化速度慢且在应力作用下易发生薄膜开裂,导致器件稳定性和效率降低。鉴于此,2025年4月22日华南师范大学姜月&高进伟于AM刊发自由基p掺杂Spiro-OD用于高效、稳定、自修复柔性钙钛矿太阳能电池的研究成果,本文提出了一种多功能新型自修复氮氧自由基单体——4-[[5-(1,2-二硫杂环戊烷-3-基)-1-氧代戊基]氨基]-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(DT-TEMPO)——来解决这些挑战。DT-TEMPO一方面通过p掺杂Spiro-OD来提高空穴迁移率和电导率,另一方面通过优化能级排列来促进电荷从钙钛矿向Spiro-OD的转移。此外,DT-TEMPO通过引入动态断裂和重建二硫键赋予Spiro-OD自修复能力。优化后的钙钛矿太阳能电池实现了令人印象深刻的能量转换效率,在刚性基板上达到25.69%(经认证为25.30%),在刚性微型模块上达到21.23%,在柔性基板上达到24.19%。值得注意的是,采用DT-TEMPO的柔性钙钛矿太阳能电池即使在经过20,000次弯曲循环(r = 6 mm)后仍能保持其初始效率的90%以上,并通过自修复过程恢复到其初始值的约95%。
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