钙钛矿与有机光伏 (OPV) 串联形成双结时，效率潜力超过 40%。然而，在顶部钙钛矿电池中，仍有改进的空间，例如更好的电流匹配、更高的填充因子以及更低的电压和填充因子损失。基于此，悉尼大学Anita W. Y. Ho-Baillie & Md Arafat Mahmud团队利用一种新型卤代多环芳烃化合物 1-萘基氯化铵 (NA─Cl) 解决了与顶部钙钛矿电池相关的问题，该化合物起到了空穴选择层 (HSL) 表面改性和 HSL/钙钛矿界面钝化的双重作用，相关成果于2024年11月3日发表于Advanced Energy Materials期刊。X 射线光电子能谱和密度泛函理论计算的结果表明，NA─Cl 保留了 HSL 的自组装特性，同时表现出高偶极矩和极化率。这在 HSL/钙钛矿界面处诱导出表面偶极子，将空穴提取的能量势垒降低了 210 meV，从而提高了器件的电压输出和填充因子。该方案在高带隙（1.78 eV）钙钛矿太阳能电池中实施时，效率达到了可观的19.7%，在报道的1.78 eV钙钛矿电池中，填充因子最高为85.4%。我们还实现了电池效率为23%的单片钙钛矿-OPV串联，填充因子高达84%，这是迄今为止报道的钙钛矿-OPV串联电池中最高的。
论文信息：M. A. Mahmud, J. Zheng, J.-F. Chang, G. Wang, C. Liao, M. H. Rahman, W. B. Tarique, S. Tang, J. Bing, C. G. Bailey, Z. Li, L. Yang, N. Novikova, T. L. Leung, H. Chen, J. Yi, R. Tao, M. Jankovec, S. P. Bremner, J. Cairney, A. Uddin, H. T. Nguyen, T. Smith, C.-C. Chueh, A. W. Y. Ho-Baillie, Halogenated Polycyclic Aromatic Hydrocarbon for Hole Selective Layer/Perovskite Interface Modification and Passivation for Efficient Perovskite-Organic Tandem Solar Cells with Record Fill Factor. Adv. Energy Mater. 2024, 2400691. https://doi.org/10.1002/aenm.202400691
