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福建物质结构研究所高鹏团队最新Angew：揭示自组装单分子层中芳香族连接体对单片钙钛矿/硅串联光伏电池性能的影响

文摘   2024-12-13 22:19   瑞士  
芳香族连接基构成的自组装单层(Ar-SAM)可以调节氧化铟锡(ITO)的功函数，从而提高空穴提取/传输效率。然而，多环头部和 SAM锚定基团之间的芳香族连接基在决定钙钛矿太阳能电池 (PSC)性能方面的具体作用仍不清楚。在本研究中，福建物质结构研究所高鹏团队开发了一系列基于吩噻嗪的 Ar-SAM，以研究不同的芳香族连接基如何影响分子堆积、基底功函数的调节和电荷载流子动力学，相关成果发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。当用作 PSC和单片钙钛矿/硅串联太阳能电池 (P/S-TSC)中的空穴选择层(HSL)时，我们发现沿2,6位轴 (β-Nap)带有萘连接基的 Ar-SAM可以形成致密且高度有序的 HSL，增强界面相互作用并有利于与钙钛矿薄膜的最佳能级对齐。利用这一策略，优化的宽带隙PSC利用 1.68 eV钙钛矿实现了令人印象深刻的 21.86%的功率转换效率 (PCE)，且几乎不存在磁滞。此外，封装的器件在湿热条件下（ISOS-D-2、50% RH、65°C）表现出增强的稳定性，T91为 1000小时。值得注意的是，基于溶液处理的微米级纹理硅异质结 (SHJ)太阳能电池制造的 P/S-TSC实现了28.89%的效率，具有出色的可重复性。
论文信息：Peng Gao, Chi Li, Yong chen, Yuheng Li, Lijie Gong, Zhen Yuan, Lusheng Liang, Jinglin Chen, Paramaguru Ganesan, Yixian Zhang, Jing Ma, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202420585.
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