伦敦帝国理工学院团队最新Angew：通过可调二茂铁中间层调节钙钛矿表面能量，打造高性能钙钛矿太阳能电池

文摘 2025-01-15 00:24 瑞士

实现对钙钛矿/电子传输层(ETL) 界面化学和能量特性的合理控制对于实现高效稳定的下一代倒置钙钛矿太阳能电池(PSC) 至关重要。为了解决这个问题，伦敦帝国理工学院Nicholas J. Long&香港城市大学朱宗龙/ Xiao Cheng Zeng团队开发了多功能二茂铁(Fc) 基中间层，旨在实现可调节的钝化和电化学特性，相关成果发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。这些中间层旨在最大限度地减少非辐射复合，并调节钙钛矿表面的功函数(WF) 和均匀性，从而提高器件性能。揭示了Fc 化合物的最高占据分子轨道能量(EHOMO) 相对于钙钛矿价带最大值(EVBM) 所起的关键作用。这种关系对于控制能带弯曲和优化电荷提取至关重要。值得注意的是，构象灵活且更容易氧化的二茂铁基-双呋喃-2-羧酸酯 (2) 被发现能更有效地与配位不足的Pb2+ 表面位点结合并调节界面能量，从而使反式PSC 实现25.16% 的冠军效率。这些电池还表现出出色的稳定性，在65 °C 下以最大功率点运行1,000 小时后仍保持初始效率的92% 以上。通过将广泛可调的Fc-EHOMO 与降低和均质化的钙钛矿表面WF 相关联，这项工作推进了该团队对基于Fc 的中间层的理解，并为其在高效太阳能技术中的应用开辟了新途径。

论文信息：Nicholas James Long, Francesco Vanin, William D. J. Tremlett, Danpeng Gao, Qi Liu, Bo Li, Shuai Li, Jianqiu Gong, Xin Wu, Zhen Li, Ryan K. Brown, Liangchen Qian, Chunlei Zhang, Xianglang Sun, Xintong Li, Xiao Cheng Zeng, Zonglong Zhu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202424041. https://doi.org/10.1002/anie.202424041

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