AEM： 1 cm² 29.8%自组装单分子层用于高效稳定的钙钛矿 / 硅叠层太阳能电池

自组装单分子层（SAMs）因其可调节的能级对齐、最小的寄生吸收以及与可扩展工艺的兼容性，被广泛应用于高效钙钛矿太阳能电池中。然而，其在粗糙基底和大面积器件上的性能常受到 SAMs 自聚集和钙钛矿润湿性差的限制。

本研究通过一种简单的胶束辅助 SAMs 吸附策略解决了这些问题。通过在 SAMs 溶液中加入少量长链表面活性剂，表面活性剂聚集成胶束，将 SAMs 分子包裹在其疏水核中，通过胶束 - 胶束相互作用显著提高了 SAMs 的吸附密度。值得注意的是，残留的表面活性剂进一步改善了钙钛矿的润湿性，增强了晶体质量，并促进了埋入界面的空穴传输。因此，宽带隙单结钙钛矿太阳能电池实现了 20.95% 的功率转换效率（PCE），并在长期稳定性上优于对照组器件。

通过与隧道氧化物钝化接触（TOPCon）硅太阳能电池集成，展示了 1 cm² 单片钙钛矿 / 硅叠层器件，其 PCE 达到 29.8%，位列钙钛矿 / 同质结硅叠层太阳能电池的最高效率之一。此外，未封装的器件在未过滤的氙灯照明下经过 300 小时的最大功率点（MPP）跟踪后，仍保持了 92% 的初始性能。

文章亮点总结

1. 胶束辅助 SAMs 吸附策略：通过胶束 - 胶束相互作用显著提高了 SAMs 的吸附密度，改善了钙钛矿的润湿性和晶体质量。

2. 高效单结和叠层器件：单结钙钛矿太阳能电池实现了 20.95% 的 PCE，钙钛矿 / 硅叠层器件实现了 29.8% 的 PCE，位列同类器件中的最高效率之一。

3. 长期稳定性：未封装的单结和叠层器件在 MPP 跟踪和高温条件下表现出优异的长期稳定性，分别保持了 93% 和 92% 的初始性能。

L. Liu, Z. Ying, X. Li, H. Du, M. Zhang, J. Wu, Y. Sun, H. Ma, Z. He, Y. Yu, X. Guo, J. Sun, Y. Zeng, X. Yang, J. Ye, Micelle-Assisted Formation of Self-Assembled Monolayers for Efficient and Stable Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2025, 2405675.

https://doi.org/10.1002/aenm.202405675

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