As células solares de perovskita (pero-SCs) apresentam grande potencial em campos fotoelétricos devido à alta eficiência de conversão de energia (PCE), tecnologia de processamento simples, baixo custo de fabricação, etc. Recentemente, o maior PCE certificado de pero-SC atingiu 25,2%, o que mostra uma grande promessa para a comercialização. As próximas pesquisas se concentrarão na fabricação de pero-SCs eficientes e modulares para promover ainda mais a comercialização de pero-SCs.

Em pero-SCs planares p-i-n, as camadas transportadoras de buraco (HTLs) têm uma influência importante no crescimento de cristais de perovskita, capacidade de transporte do furo e estabilidade do dispositivo. Portanto, o desenvolvimento de materiais HTL eficientes e estáveis, adequados para processamento em grandes áreas, desempenhará um papel crucial em pero-SCs modulares de grandes áreas. Além dos níveis de energia correspondentes, propriedades químicas estáveis ​​e boa reprodutibilidade, os materiais HTL adequados para processamento de grandes áreas também devem ter alta mobilidade de orifício e boa molhabilidade com a solução precursora de perovskita.

Embora o dispositivo seja baseado em poli (bis (4-fenil) (2, 4, 6-trimetilfenil) amina) (PTAA) como HTLs orgânicos podem atingir um PCE superior a 22%, a baixa molhabilidade da solução do precursor de perovskita dificultará a preparação de módulos de grandes áreas. Até agora, novos materiais HTL orgânicos em dispositivos de grandes áreas raramente foram relatados. Portanto, é urgente desenvolver materiais HTL de alta mobilidade e alta eficiência que sejam compatíveis com o processamento de grandes áreas em pero-SCs planos p-i-n.

Muito recentemente, O Prof. Yaowen Li da Soochow University e os co-autores projetaram um material HTL de molécula pequena conjugado π BDT-TPA-sTh com uma estrutura simétrica selecionando racionalmente o núcleo BDT planar, Grupos de terminais TPA, bem como cadeias laterais de 2-etilhexil-tienil conjugadas.

O modelo de conformação e empilhamento do BDT-TPA-sTh resultante foi observado diretamente por medições de cristalografia de raios-X de seus únicos cristais. A planaridade pronunciada com π-π deslocados paralelamente e interações supramoleculares S-π adicionais entre moléculas vizinhas contribuíram para uma mobilidade de buraco melhorada. Além disso, a solubilidade marginal de BDT-TPA-sTh na solução de perovskita permitiu a difusão inversa nos filmes de perovskita, que poderia ser usado para passivar ainda mais o Pb descoordenado ₂ ⁺ defeitos de íons por átomos S de base de Lewis em BDT-TPA-sTh sem danificar os HTLs sob a camada.

O pero-SCs p-i-n planar usando BDT-TPA-sTh sem dopante como o HTL não apenas percebeu um alto PCE (20,5%) e melhorou a estabilidade de umidade, mas também demonstrou sua viabilidade para a fabricação de dispositivos de grande área por meio da tecnologia revestida de lâmina. Eles acreditam que este conceito de design HTL por meio de interações supramoleculares e difusão inversa abrirá o caminho para o design de materiais HTL de dispositivos optoeletrônicos baseados em perovskita. Seu trabalho proporcionaria um passo significativo no design de materiais de interface para alto desempenho, grande área e impressão p-i-n planar pero-SCs, e, portanto, seria interessante para um grande número de leitores para a comunidade optoeletrônica baseada em perovskite.