Small Molecular Triphenylamine Derivative with Thiophene Group as π Bridge and Cyanopyridine Group as Electron-withdrawing Group Improving the Performance of CsPbI3 Solar Cell

doi:10.7503/cjcu20250268

Abstract

Abstract:

In this paper， two novel D-π-A structured small molecular triphenylamine derivatives， N，N-bis（4- methoxyph-enyl）-4-［5-（4-pyridyl）-2-thienyl］ aniline（H457） and N，N-bis（4-methoxyphenyl）-4-［2，3-dihydro-7-（4-pyridyl）thienyl］ aniline（H459）， were synthesized with classical reactions such as Stille coupling and Suzuki coupling. The small molecular derivatives were deposited onto FTO/c-TiO₂/m-TiO₂/CsPbI₃ composite films by means of crystallization modification and surface post-treatment modification to fabricate CsPbI₃ perovskite solar cells. The energy conversion efficiencies of various CsPbI₃ perovskite solar cells were measured， and their characterization and mechanism were studied using scanning electron microscope（SEM）， X-ray diffractometer（XRD）， ultraviolet-visible spectroscopy（UV-Vis）， current density voltage（J⁃V） curves， and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that the energy conversion efficiency of the modified CsPbI₃ perovskite solar cells has increased to 15.82%， and the stability and service life of the modified cell devices have also been improved.

Key words: Power conversion efficiency, D?π?A structure, Small molecular triphenylamine derivative, CsPbI₃^{perovskite solar cell}

CLC Number:

O646

TrendMD:

HAO Yanzhong, LYU Haijun, LIU Jiahui, WEI Xiaojia, YE Xiaochan. Small Molecular Triphenylamine Derivative with Thiophene Group as π Bridge and Cyanopyridine Group as Electron-withdrawing Group Improving the Performance of CsPbI₃ Solar Cell[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(3): 20250268.

Figures/Tables 12

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Sample	E/eV	λ/nm	ΔE/eV	E_HOMO/eV	E_LUMO/eV
H457	0.841	484	2.56	-5.64	-3.08
H459	0.826	527	2.35	-5.63	-3.28

Sample	E/eV	λ/nm	ΔE/eV	E_HOMO/eV	E_LUMO/eV
H457	0.841	484	2.56	-5.64	-3.08
H459	0.826	527	2.35	-5.63	-3.28

Sample	V_OC/V	J_SC/（mA·cm^-2）	FF（%）	PCE（%）
Control device	0.9746	17.89	60.14	13.78
Device A	1.031	18.79	66.43	15.27
Device B	1.016	19.06	64.85	15.34
Device C	1.035	19.93	67.16	15.75
Device D	1.027	19.86	68.58	15.82

Sample	V_OC/V	J_SC/（mA·cm^-2）	FF（%）	PCE（%）
Control device	0.9746	17.89	60.14	13.78
Device A	1.031	18.79	66.43	15.27
Device B	1.016	19.06	64.85	15.34
Device C	1.035	19.93	67.16	15.75
Device D	1.027	19.86	68.58	15.82

Sample	V_OC/V	J_SC/（mA·cm^-2）	FF（%）	PCE（%）
Control device	0.9256	17.62	48.79	11.18
Device A	0.9268	18.05	55.43	13.52
Device B	0.9601	18.56	62.85	13.36
Device C	0.9569	18.69	58.16	13.62
Device D	0.9524	19.73	64.58	13.89

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[1]	LYU Haijun, WANG Shenggang, MA Jiazhuo, HAO Yanzhong. Performance of CsPbI₃ Perovskite Solar Cell Improved by Small Molecules of Triphenylamine Containing Pyridine Groups [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(8): 20250018.
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