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自组装单分子层（SAMs）在p-i-n钙钛矿太阳能电池中显示出极大的潜力，有望提高效率和稳定性。SAMs在导电金属氧化物基底上的锚定以及它们与钙钛矿材料的相互作用必须经过合理设计，以确保高效的载流子提取和改善钙钛矿薄膜的质量。
在这项研究中，河南大学李萌等人选择了带有不同锚定基团和间隔物的SAM分子，以控制它们与p-i-n混合锡铅钙钛矿太阳能电池中钙钛矿的相互作用。研究发现，带有羧酸基团的单分子层展现了适当的相互作用，其取向和排列比磷酸基团更有利。这导致了非辐射复合的减少和结晶性的提高。
此外，短链长度导致SAMs与钙钛矿的能级对齐改善，有助于提高空穴提取效果。因此，窄带隙（约1.25 eV）的Sn–Pb钙钛矿太阳能电池器件的效率可达23.1%，开路电压可达0.89 V。未封装的器件在氮气气氛中存储超过2500小时后，保持了93%的初始效率。总体而言，这项工作突显了SAMs在钙钛矿光伏领域尚未充分挖掘的潜力，并为它们的结构修改对性能的影响提供了重要发现。
Zuhong Zhang. et al. Anchoring Charge Selective Self-Assembled Monolayers for Tin–Lead Perovskite Solar Cells, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202312264
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202312264
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