ペロブスカイト太陽電池用のドナー - アクセプタードナーホール輸送材料における施設で合成されたスピロ[フルオレン-9,9'-フェナントレン-10'-one]

スピロ[フルオレン-9,9'-フェナントレン-10'-1]を備えた2つの新規ドナー - アクセプタードナー（D-A-D）ホールトランスポート材料（HTM）をコア構造として実証しました。高収量でのコストプロセス。一般的に使用される2,2 '、7,7'-テトラキス[n、n-di（4-メトキシフェニル）アミノ] -9,9'-スピロビフルオレン（Spiro-ometad）の従来のHTMの組み込みと比較して、合成プロセスは、最小数の精製プロセスを含む提示されたD-A-D材料で大幅に簡素化されます。これにより、ペロブスカイト太陽電池（PSC）の高出力変換効率（PCE）に加えて、生産量の増加（> 55％）と生産コスト（<30 $ g-1）が抑制されます。D-A-D HTMを使用したPSCのPCEは16.06％に達します。これは、Spiro-OmetadのPCE（16.08％）と同様に、同等のホールモビリティと電荷移動効率に起因しています。D-A-D HTMSは、Spiro-Ometadのカウンターパートに比べて周囲条件下でPSCの寿命を延長するために、より良い水分抵抗率を提供します。提案された新しいタイプのD-A-D HTMは、PSCの代替HTMとして有望なパフォーマンスを示しており、高い生産スループットで合成できます。

We have demonstrated two novel donor-acceptor-donor (D-A-D) hole-transport material (HTM) with spiro[fluorene-9,9'-phenanthren-10'-one] as the core structure, which can be synthesized through a low-cost process in high yield. Compared to the incorporation of the conventional HTM of commonly used 2,2',7,7'-tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9'-spirobifluorene (Spiro-OMeTAD), the synthesis process is greatly simplified for the presented D-A-D materials, including a minimum number of purification processes. This results in an increased production yield (>55 %) and suppressed production cost (<30 $ g-1 ), in addition to high power conversion efficiency (PCE) in perovskite solar cells (PSCs). The PCE of a PSC using our D-A-D HTM reaches 16.06 %, similar to that of Spiro-OMeTAD (16.08 %), which is attributed to comparable hole mobility and charge-transfer efficiency. D-A-D HTMs also provide better moisture resistivity to prolong the lifetime of PSCs under ambient conditions relative to their Spiro-OMeTAD counterparts. The proposed new type of D-A-D HTM has shown promising performance as an alternative HTM for PSCs and can be synthesized with high production throughput.