港城大&釜庆大学AEL：共价有机框架模板化分子接触用于反式钙钛矿太阳能电池

自组装分子基空穴选择性接触是实现高效反式钙钛矿太阳能电池的关键，然而传统的自组装单分子层存在润湿性差和界面能量损失等问题。

在此，香港城市大学黄晓锋、Alex K.-Y. Jen和韩国釜庆大学Sung Heum Park等人将自组装单分子层与亚胺连接的共价有机框架相结合，构建了一种具有超润湿特性和改善形貌的ILCOF/SAM插层空穴选择性层。ILCOF纳米片作为结构调控剂，引导SAM的有序组装，并促进高质量钙钛矿薄膜的生长，同时减少界面缺陷。这种分级接触结构还优化了能级对齐和界面耦合，降低了电压损失并提升了热稳定性。基于ILCOF/SAM的钙钛矿太阳能电池实现了26.06%的功率转换效率，并在连续运行2020小时后性能几乎无衰减。

此外，该策略与规模化制备兼容，在12.5 cm²的孔径面积上实现了22.95%的小组件效率。

研究亮点：

1. 首次将COF用于SAM界面调控：创新性地将亚胺连接的共价有机框架纳米片引入自组装单分子层中，构建了ILCOF/SAM插层空穴选择性层。ILCOF作为结构模板，引导SAM有序组装，解决了传统SAM覆盖不均和润湿性差的关键难题。

2. 多重协同机制提升效率与稳定性：ILCOF/SAM界面不仅通过超润湿特性促进了钙钛矿薄膜的致密生长，其亚胺和噻吩官能团还能与钙钛矿中的Pb²⁺形成双位点配位，有效钝化深能级缺陷，同时优化能级匹配。基于此的器件实现了26.06%的高效率，并在2020小时连续运行后效率几乎无衰减。

3. 优异的普适性与可扩展性：该策略不仅适用于不同结构的SAM分子和不同带隙的钙钛矿，还成功应用于12.5 cm²的小组件，实现了22.95%的效率，展现出良好的规模化生产潜力。

Covalent Organic Framework-Templated Molecular Contacts for Inverted Perovskite Solar Cells

Fuqiang Li, Yangyang Liu, Xiaofeng Huang, Chang-Mok Oh, Wenlin Jiang, Xiangrui Du, In-Wook Hwang, Alex K.-Y. Jen, and Sung Heum Park

ACS Energy Letters 0, 0, pp

DOI: 10.1021/acsenergylett.6c00031

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