九州大学郭章林团队最新AM:空穴选择分子在卤化物钙钛矿表面的晶格匹配锚定用于 n-i-p太阳能电池

文摘   2024-11-28 23:42   瑞士  
利用自组装分子(SAM)作为空穴选择性接触是提高钙钛矿太阳能电池(PSC)效率和长期稳定性的有效策略。目前,研究工作主要集中在p-i-n PSC中金属氧化物表面构建SAM,但在 n-i-p PSC中卤化物钙钛矿表面实现稳定且致密的SAM接触仍然具有挑战性。在这项工作中,九州大学郭章林& Toshinori Matsushima团队开发了用于n-i-p器件的空穴选择性分子,该分子具有对苯二甲酸甲铵核心结构,具有双位锚定能力,直径(6.36 Å)与甲脒铅碘化物(FAPbI3)钙钛矿 (6.33 Å)的晶格常数相匹配,这有助于在FAPbI3钙钛矿顶部形成有序且全覆盖的SAM,相关成果发表于Advanced Materials期刊。此外,理论计算和实验结果表明,与常用的酸或酯锚定基团相比,这种具有偶极电荷分布的离子锚定基团在有机卤化物端和铅卤化物端表面均具有更大的吸附能,从而协同提高载流子提取和缺陷钝化能力。得益于这些优点,PSC的效率从 21.68%提高到 24.22%。在白光LED照明(100 mW cm−2)和 85 °C高温下的长期工作稳定性也得到了很大的改善。
论文信息:T. Wu, T. B. Raju, J. Shang, L. Wu, J. T. Song, C. A. M. Senevirathne, A. Staykov, S. Wang, S. Ida, N. Shibayama, T. Miyasaka, T. Matsushima, Z. Guo, Lattice Matching Anchoring of Hole-Selective Molecule on Halide Perovskite Surfaces for n-i-p Solar Cells. Adv. Mater. 2024, 2414576. https://doi.org/10.1002/adma.202414576

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