Les cellules solaires à pérovskite (pero-SC) présentent un grand potentiel dans les champs photoélectriques en raison de leur efficacité de conversion de puissance élevée (PCE), technologie de traitement simple, faible coût de fabrication, etc. Récemment, le PCE certifié le plus élevé de pero-SC a atteint 25,2%, ce qui est très prometteur pour la commercialisation. Les recherches à venir se concentreront sur la fabrication de pero-SC efficaces et modulaires afin de promouvoir davantage la commercialisation des pero-SC.

Dans les pero-SC planaires p-i-n, les couches de transport de trous (HTL) ont une influence importante sur la croissance des cristaux de pérovskite, capacité de transport des trous et stabilité de l'appareil. Par conséquent, le développement de matériaux HTL efficaces et stables adaptés au traitement de grande surface jouera un rôle crucial dans les pero-SC modulaires de grande surface. En plus des niveaux d'énergie adaptés, propriétés chimiques stables et bonne reproductibilité, les matériaux HTL adaptés au traitement sur de grandes surfaces doivent également avoir une mobilité élevée des trous et une bonne mouillabilité avec la solution de précurseur de pérovskite.

Bien que le dispositif basé sur poly(bis(4-phényl)(2, 4, 6-triméthylphényl)amine) (PTAA) car les HTL organiques peuvent atteindre un PCE supérieur à 22%, la faible mouillabilité de la solution de précurseur de pérovskite gênera la préparation de modules de grande surface. Jusqu'à maintenant, de nouveaux matériaux organiques HTL dans des dispositifs de grande surface ont rarement été signalés. Par conséquent, il est urgent de développer des matériaux HTL hautement efficaces et à haute mobilité des trous, compatibles avec le traitement de grandes surfaces dans les pero-SC planaires p-i-n.

Très récemment, Le professeur Yaowen Li de l'Université de Soochow et ses co-auteurs ont conçu un matériau HTL à petites molécules conjuguées BDT-TPA-sTh avec une structure symétrique en sélectionnant rationnellement le noyau BDT planaire, Groupes terminaux TPA, ainsi que des chaînes latérales conjuguées 2-éthylhexyl-thiényle.

Le modèle de conformation et d'empilement du BDT-TPA-sTh résultant a été directement observé par des mesures de cristallographie aux rayons X à partir de ses monocristaux. La planéité prononcée avec des interactions supramoléculaires π-π déplacées parallèlement et S-π supplémentaires entre les molécules voisines a contribué à une meilleure mobilité des trous. En outre, la solubilité marginale du BDT-TPA-sTh dans la solution de pérovskite a permis une diffusion inverse dans les films de pérovskite, qui pourrait être utilisé pour passiver davantage le Pb non coordonné 2 ⁺ défauts ioniques par les atomes S à base de Lewis dans le BDT-TPA-sTh sans endommager les HTL de la sous-couche.

Les pero-SC planaires p-i-n utilisant du BDT-TPA-sTh sans dopant comme HTL ont non seulement réalisé un PCE élevé (20,5%) et une stabilité à l'humidité améliorée, mais a également démontré sa faisabilité pour la fabrication de dispositifs de grande surface grâce à la technologie de revêtement de lame. Ils pensent que ce concept de conception HTL via des interactions supramoléculaires et une diffusion inverse ouvrira la voie à la conception de matériaux HTL de dispositifs optoélectroniques à base de pérovskite. Leurs travaux constitueraient une étape importante dans la conception de matériaux d'interface vers des performances élevées, grande surface et impression p-i-n planar pero-SCs, et serait donc intéressant pour un large lectorat de la communauté optoélectronique basée sur la pérovskite.