阿卜杜拉国王科技大学AEM：通过添加剂工程解决自组装单层基钙钛矿太阳能模块的尺度问题

知光谷 · 公众号 · · 2024-10-12 08:00

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分子自组装单层（SAMs）锚定在透明导电氧化物上，作为高性能实验室级钙钛矿太阳能电池（PSCs）中有效的孔选择性接触层。然而，将这些基于SAM的钙钛矿太阳能电池扩展到大面积模块时，会出现一些挑战，例如钙钛矿墨水在模块设计中P1刻划区域周围的脱湿现象，这会影响薄膜的均匀性和可重复性。

为了克服这些覆盖异常， 阿卜杜拉国王科技大学Anil Reddy Pininti和Stefaan De Wolf等人 在SAM溶液中加入1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮（DMPU），增强了SAM与钙钛矿墨水之间的相互作用，提高了润湿性。这种方法使得小面积器件（0.057 cm²）的宽带隙（1.67 eV）钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE）达到22.4%，而钙钛矿迷你模块（9.8 cm²）的PCE也达到了20%，并且具有高重复性。

此外，目标器件展示出增强的光稳定性，在连续1个太阳光照下的最大功率点跟踪中，经过490小时后仍能保持初始PCE的80%。本研究识别了扩展基于SAM的钙钛矿模块的关键挑战，并提出了一种有前景的策略用于制造可扩展的基于SAM的钙钛矿模块。

A. R. Pininti, A. S. Subbiah, C. Deger, I. Yavuz, A. Prasetio, P. Dally, V. Hnapovskyi, A. A. Said, L. V. Torres Merino, S. Mannar, S. Zhumagali, B. Vishal, M. Marengo, A. Razzaq, M. Babics, T. G. Allen, E. Aydin, R. Azmi, S. De Wolf, Resolving Scaling Issues in Self-Assembled Monolayer-Based Perovskite Solar Modules via Additive Engineering. Adv. Energy Mater. 2024, 2403530.