【學術亮點】Dopant-induced interactions in spiro-OMeTAD: Advancing hole transport for perovskite solar cells
Facility Agriculture: Application of Solar Facilities in Agriculture【Department of Chemical Engineering / Lin, Chieh-Ting / Professor】
設施農業：光能設施於農業固碳之應用【化學工程學系/林玠廷 助理教授】
| 論文篇名 | 英文：Dopant-induced interactions in spiro-OMeTAD: Advancing hole transport for perovskite solar cells 中文：摻雜劑引發的 spiro-OMeTAD 交互作用：提升鈣鈦礦太陽能電池 |
| 期刊名稱 | MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING R-REPORTS |
| 發表年份,卷數,起迄頁數 | 2024/accept |
| 作者 | Dong, Yueyao; Rombach, Florine M.; Min, Ganghong; Snaith, Henry J.; Lin, Chieh-Ting(林玠廷)*; Haque, Saif A.; Macdonald, Thomas J. |
| DOI | 10.1016/j.mser.2024.100875 |
| 中文摘要 | 有機半導體在薄膜電子元件的架構中扮演著關鍵角色，特別是作為太陽能電池中的電洞傳輸層。這些材料對於克服提升元件壽命與性能的主要障礙至關重要。在這些材料中，小分子 2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺雙芴（即 spiro-OMeTAD）在過去十多年中對於高效率鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的發展具有重要意義。在此期間，用於調整 spiro-OMeTAD 性質的添加劑經歷了顯著的演變。基於現有文獻，本綜述探討了 spiro-OMeTAD 摻雜過程中的交互作用如何影響 PSCs 的性能，並通過突顯其優勢與限制，討論了未來發展的替代方案，同時提供了關於 spiro-OMeTAD 是否仍然是 n-i-p 結構 PSCs 最佳電洞傳輸材料的見解。 |
| 英文摘要 | Organic semiconductors play a crucial role in the architecture of thin-film electronic devices, particularly as hole transport layers in solar cells. These materials are essential for overcoming significant barriers to improving device lifetime and performance. Among these materials, the small molecule 2,2′,7,7′-tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9′-spirobifluorene, known as spiro-OMeTAD, has been instrumental in the development of high-efficiency perovskite solar cells (PSCs) for over a decade. During this time, the additives used to tune the properties of spiro-OMeTAD have undergone significant evolution. Based on current literature, this review examines how interactions in the doping of spiro-OMeTAD have influenced the performance of PSCs, discusses alternatives for future development by highlighting their advantages and limitations, and provides insights into whether spiro-OMeTAD remains the best hole transport material for n-i-p structured PSCs. |
| 發表成果與本中心研究主題相關性 | 隨著全球對於環境永續性需求的增加，農業發展不再僅僅專注於生產效率，還必須考慮到對生態系統的影響與資源的可持續性。為達成永續農業的目標，本研究中的有機半導體技術可以提供創新解決方案，特別是在精準農業、能源管理和環境保護等方面。通過應用如 spiro-OMeTAD 等有機半導體材料於新型太陽能電池，農業系統可以得到清潔且高效的電力來源，以支持智慧農業所需的設備運行，例如環境監測系統和自動化灌溉系統。這些技術有助於實現精確的資源管理，減少水、肥料及農藥的浪費，並大幅降低生態負擔。 此外，透過提升薄膜太陽能電池的效率和穩定性，可望提供一種低成本、便於分散的能源選擇，特別適合在偏遠農村或資源有限的地區使用，這將對減少農業對化石燃料的依賴做出貢獻。運用有機半導體技術構建的太陽能電池系統，不僅可為農業設備提供能源，也能應用於溫室或農場的環境調控，有助於創造更優的農作物生長條件，提升產量和品質。此外，spiro-OMeTAD 等材料的研究也推動了低毒性、可回收的技術進步，符合現代農業對環境友善材料的需求，進一步減少了未來農業對土地和環境的負擔。 |
