Spiro-OD是高效穩(wěn)定的柔性鈣鈦礦太陽能電池的主要空穴傳輸材料。然而,Spiro-OD氧化速度慢且在應(yīng)力作用下易發(fā)生薄膜開裂,導(dǎo)致器件穩(wěn)定性和效率降低。鑒于此,2025年4月22日華南師范大學(xué)姜月&高進(jìn)偉于AM刊發(fā)自由基p摻雜Spiro-OD用于高效、穩(wěn)定、自修復(fù)柔性鈣鈦礦太陽能電池的研究成果,本文提出了一種多功能新型自修復(fù)氮氧自由基單體——4-[[5-(1,2-二硫雜環(huán)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)——來解決這些挑戰(zhàn)。DT-TEMPO一方面通過p摻雜Spiro-OD來提高空穴遷移率和電導(dǎo)率,另一方面通過優(yōu)化能級排列來促進(jìn)電荷從鈣鈦礦向Spiro-OD的轉(zhuǎn)移。此外,DT-TEMPO通過引入動態(tài)斷裂和重建二硫鍵賦予Spiro-OD自修復(fù)能力。優(yōu)化后的鈣鈦礦太陽能電池實現(xiàn)了令人印象深刻的能量轉(zhuǎn)換效率,在剛性基板上達(dá)到25.69%(經(jīng)認(rèn)證為25.30%),在剛性微型模塊上達(dá)到21.23%,在柔性基板上達(dá)到24.19%。值得注意的是,采用DT-TEMPO的柔性鈣鈦礦太陽能電池即使在經(jīng)過20,000次彎曲循環(huán)(r = 6 mm)后仍能保持其初始效率的90%以上,并通過自修復(fù)過程恢復(fù)到其初始值的約95%。
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