中国科学院化学研究所CCS Chem.：基于吲哚并咔唑自组装单分子层的高效钙钛矿太阳能电池

知光谷 · 公众号 · · 2025-01-16 07:55

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尽管钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光电转换效率（PCE）已经达到26.1%，但界面非辐射复合损失仍然限制其进一步发展。自组装单分子层（SAMs）作为反向钙钛矿太阳能电池中的有前景的孔选择性层（HSLs），能够实现无损接触并最小化界面复合。基于新型功能团的SAMs的开发仍然迫切需要。

本文 中国科学院化学研究所钟羽武和邵将洋等人 提出了一种新型的基于吲哚并[3,2-b]咔唑的SAM，具有乙基膦酸锚点，命名为2PICz，作为反向钙钛矿太阳能电池中的HSL。使用吲哚并[3,2-b]咔唑基团明显改善了薄膜的表面润湿性，有利于形成高覆盖率的钙钛矿薄膜。此外，2PICz与钙钛矿的能级对齐良好，能够降低钙钛矿薄膜的陷阱密度。

因此，采用2PICz的钙钛矿太阳能电池的PCE为25.51%（经认证为25.28%），开路电压为1.18 V，并具有良好的储存稳定性，在氮气氛围中保持98%的PCE，持续3000小时；在65°C下加热2000小时后，PCE仍保持87%以上。此外，1平方厘米的电池PCE达到24.17%。本研究获得的见解将推动新型SAMs在高性能太阳能电池中的发展。