Adv Mater：自组装单分子层改善钙钛矿电池的性能

纳米技术

2024-01-28

通过自组装单分子层能够显著改善p-i-n结构钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。导电性金属氧化物的表面修饰的单分子层，并且调节钙钛矿材料之间的相互作用能够具有高效率的抽取载流子，并且改善钙钛矿薄膜的质量。

有鉴于此，河南大学李萌等使用不同螯合基团的分子和间隔分子构筑单分子层，从而能够调控分子与钙钛矿之间的相互作用。

本文要点：

（1）

我们研究发现与磷酸官能团相比，修饰羧酸官能团的单分子层与钙钛矿之间具有比较合适的相互作用，以及比较合适的取向和分子排列。因此，修饰羧酸单分子层的钙钛矿表现更低的非辐射复合效应和更好的晶化程度。此外，我们发现长度较短的分子链能够改善单原子层与钙钛矿之间的能级排列，从而改善空穴的捕获能力。

（2）

构筑的Sn-Pb窄带钙钛矿（~1.25 eV）太阳能电池的性能达到23.1 %，开路电压达到0.89 V。在N₂气氛储存2500 h后，器件的性能保持93 %。这项研究工作展示说明单分子层能够改善钙钛矿电池的性能，从而为增强钙钛矿太阳能电池器件的稳定性提供方法。

参考文献

Zuhong Zhang, Rui Zhu, Ying Tang, Zhenhuang Su, Shuaifeng Hu, Xu Zhang, Junhan Zhang, Jinbo Zhao, Yunchang Xue, Xingyu Gao, Guixiang Li, Jorge Pascual, Antonio Abate, Meng Li, Anchoring Charge Selective Self-Assembled Monolayers for Tin–Lead Perovskite Solar Cells, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202312264

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202312264