![]()
香港城市大学叶轩立(Prof.HinLapYIP,Angus)、华南师范大学刘升建、Yue-PengCai、TaoJia及大连理工大学于泽等研究者,针对反式钙钛矿太阳能电池(PSCs)中自组装单分子层(SAMs)与钙钛矿吸光层埋底界面普遍存在的结构失配、界面可控性差等问题,导致电荷抽取受阻、器件稳定性受限的技术瓶颈,提出了一种基于非共价分子模板效应的埋底界面工程改性策略。该工作采用两种结构互补的三苯胺功能分子协同构筑优质界面体系:在ITO基底上构筑三苯胺双膦酸(TPA2P)自组装单分子层作为空穴选择层,同时将三苯胺基铵盐添加剂TPANI掺入钙钛矿前驱体体系。
在钙钛矿结晶过程中,前驱体中的TPANI分子可自发富集并迁移至埋底界面,与基底端TPA2P分子产生丰富的非共价相互作用。该分子间作用有效增强了SAM与钙钛矿薄膜的界面粘附性,降低了埋底界面粗糙度与晶间沟壑起伏,诱导钙钛矿晶粒实现均匀、贴合的共形生长,最终形成整体高度规整、一体化的复合界面。该分子模板化界面能够显著钝化界面缺陷、降低缺陷态密度、优化能级匹配结构,显著提升SAM/钙钛矿界面的空穴输运与电荷抽取能力。
基于该界面调控方案制备的反式钙钛矿太阳能电池展现出优异的光电性能与工作稳定性,器件最高光电转换效率可达26.58%,填充因子高达86.72%。在持续工作1000h后,器件仍可维持97.2%的初始效率,稳定性大幅提升。性能提升的核心机理在于,非共价分子模板界面有效抑制了界面非辐射复合损耗,同时显著改善了埋底界面的结构与能级适配性,从本源上缓解了界面电荷损耗问题。
该研究证明,非共价分子模板策略是一种高效、普适的埋底界面工程手段,可精准实现钙钛矿光伏埋底界面的结构匹配与能级匹配,为构筑高效、高稳定、长寿命的钙钛矿光伏器件提供了通用且可靠的界面设计新方案。
![]()
![]()
![]()
![]()
文献信息
MolecularlyTemplatedBuriedInterfacesforInvertedPerovskiteSolarCells
SongyangYuan,QuanrunQiu,HuaimanCao,ChengdaGe,YitingJiang,GengyangSu,LingyiKe,GengxinDu,GuangruixingZou,HuiLiu,GuanhuaRen,JingWang,NanZhang,YidanAn,QingduanLi,ZeYu,TaoJia,Yue-PengCai,ShengjianLiu,Hin-LapYip
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.6932848
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.