以無參雜劑PPr聚合物作為錫基鈣鈦礦太陽能電池電洞傳輸層其元件長效穩定性達6000小時
本研究團隊和國立中央大學陳銘洲教授團隊合作，將一系列具吡咯並吡咯(PPr, pyrrolopyrole)官能基之高分子電洞傳輸材料(HTMs, hole-transporting materials)應用於無鉛鈣鈦礦太陽能電池，使其在沒有封裝的條件下，展現該元件的高光電轉換效率及高長期穩定性。我們將一系列具PPr官能基之高分子，以兩步法製程應用於錫基鈣鈦礦太陽能電池製作。研究合成出硫代烷基化/烷基化聯噻吩（SBT/BT）與PPr官能基結合的新型聚合物，並分別從PPr-SBT-14、PPr-SBT-6和PPr-BT-14聚合物的合成方式、熱學/光學/電化學特性、密度泛函理論計算、形態和結晶度特性、光伏屬性與特徵來探討其特性。
Chun-Hsiao Kuan, Rajendiran Balasaravanan, Shih-Min Hsu, Jen-Shyang Ni, Yi-Tai Tsai, Zhong-Xiang Zhang, Ming-Chou Chen* and Eric Wei-Guang Diau,*,” Dopant-Free Pyrrolopyrrole-Based (PPr) Polymeric Hole-Transporting Materials for Efficient Tin-Based Perovskite Solar Cells with Stability Over 6000 h”, Adv. Mater., 35, 2300681 (2023).
以三苯胺官能化雙噻吩高分子作為錫基鈣鈦礦太陽能電池之無參雜電洞傳輸層
本研究團隊和國立中央大學陳銘洲教授團隊合作，將一系列具三苯胺(TPA, triphenylamine)官能基之雙噻吩(bithiophene)高分子電洞傳輸材料(HTMs, hole-transporting materials)，以兩步法製程應用於錫基鈣鈦礦太陽能電池的製作。BT高分子的三號與五號位置分別接上TPA形成3BT2D與5BT2D，再與SBT-14/BT14連結形成一系列的雙噻吩高分子HTM，其中具硫14碳基之高分子可以形成S(alkyl)∙∙∙S(thio) 之作用而限制了分子的轉動，使得其穩定性與成膜性大為提升。其中以3-SBT-BT2D製成的錫鈣鈦礦太陽能電池元件可達成8.6%的光電轉換效率與4000 h的長效穩定性。
Rajendiran Balasaravanan, Chun-Hsiao Kuan, Shih-Min Hsu, En-Chi Chang, Yu-Cheng Chen, Yi-Tai Tsai, Meng-Li Jhou, Shueh-Lin Yau, Cheng-Liang Liu, Ming-Chou Chen* and Eric Wei-Guang Diau*, “Triphenylamine (TPA)-Functionalized Structural Isomeric Polythiophenes as Dopant Free Hole-Transporting Materials for Tin Perovskite Solar Cells”, Adv. Energy Mater., 13, 2302047 (2023).