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自组装单分子层(SAM)作为空穴传输层,显著提升了钙钛矿太阳能电池(PSC)的功率转换效率(PCE),但形成均匀、致密且稳定的SAM仍具挑战性。
本研究北京大学赵清、华中科技大学刘宗豪和新加坡国立大学侯毅等人提出了一种基于羟基化刻蚀的解决方案,可在15秒内实现氧化铟锡(ITO)的完全羟基化,并暴露丰富的未配位铟离子作为SAM的新键合位点。通过形成配位键,SAM的锚定稳定性大幅提升。此外,该方法还能在ITO表面自发形成纳米抗反射结构,提升光子透过率。
最终,基于该策略的PSC实现了26.6%的PCE,并在65°C下连续运行2800小时后仍保持96%的初始效率(ISOS-L-2协议)。
研究亮点:
超快羟基化刻蚀技术:仅需15秒即可实现ITO表面的完全羟基化,显著简化传统多步预处理流程,大幅提升制备效率。
多重键合增强稳定性:通过羟基化刻蚀暴露未配位铟离子,形成三齿配位键,使SAM锚定更均匀、更稳定。
纳米抗反射结构提升性能:刻蚀过程中自发形成的纳米结构提高了ITO的光透过率,使PSC的短路电流密度(JSC)显著增加。
Luo, C., Zhou, Q., Wang, K. et al. Engineering bonding sites enables uniform and robust self-assembled monolayer for stable perovskite solar cells. Nat. Mater. (2025). 、
ttps://doi.org/10.1038/s41563-025-02275-x
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