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自组装单分子层(SAMs)是高效反置钙钛矿太阳能电池(PSCs)的核心空穴选择层。然而传统单组分SAMs普遍存在分子易团聚、热锚固稳定性差、结晶诱导能力弱等缺陷,严重限制器件光电性能与长期工作稳定性,在柔性钙钛矿器件中该瓶颈更为突出。针对上述埋底界面存在的关键难题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义、宋伟、YongqiBai、徐晓伟等人开发了一种精准的分子工程改性策略,构筑兼具双齿膦酸锚固单元与甲氧基给电子基团的多功能自组装单分子层,实现钙钛矿埋底界面的系统性优化。该精细化分子设计可同步强化界面结合稳定性、抑制分子团聚、优化界面能级匹配、钝化界面缺陷,并有效诱导钙钛矿定向结晶、缓解底部界面残余张应力,显著优化电荷抽取动力学、抑制非辐射复合损耗。基于该界面改性策略,刚性钙钛矿太阳能电池实现27.15%的最优光电转换效率(认证效率26.51%),柔性器件光电转换效率可达25.37%,同时具备优异的力学稳定性与工作可靠性。在ISOS-L-2标准条件下持续老化1000h后,优化器件仍可保留97.5%的初始光电性能。
该研究证实,精准的埋底界面分子工程可有效打破钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的相互制约关系,为开发可规模化、机理清晰、高性能、高稳定的新一代柔性钙钛矿光伏器件提供了普适性的技术方案。
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文献信息
MolecularSynergy-EnabledBuriedInterfaceEngineeringTowardHighlyEfficientandOperationallyStableFlexiblePerovskitePhotovoltaics
ZihaoLi,YeLan,YihaoMo,XiaoweiXu,ShuaizhenHuang,FengChen,YongqiBai,MengjinYang,WeiSong,ZiyiGe
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74758
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