西工大等AFM:定制的多位点刚性共轭分子用于锚定钙钛矿,以全面管理钙钛矿的结晶和缺陷

文摘   2025-01-11 09:14   福建  

工程化已成为一种有前景的方法,通过调控结晶或缺陷来提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)的稳定性和功率转换效率。传统方法通常专注于单一功能团,导致无法同时解决上述两个方面的问题。
本文中科院逄淑平,西北工业大学王凯和荣子强等人提出了一种创新的方法,使用(甲基磺酰基)苯基丙-2-烯-1-胺氯化氢盐(MSPPAI),以同时有效地调控钙钛矿结晶和缺陷钝化。MSPPAI的独特结构将刚性共轭结构与多位点锚定基团(─NH2和─SO2─)相结合,通过与钙钛矿组分的强相互作用,能够实现精确调控。这种相互作用促进了钙钛矿晶体优先取向(100),提高了晶粒大小,从而改善了薄膜质量。同时,共轭结构和近共面性进一步促进了有序结晶和定向生长。此外,通过防止挥发性损失并与残余Pb2+配位,MSPPAI能够有效稳定晶粒边界和表面,减少缺陷并防止退化。
利用这些机制,基于MSPPAI的器件实现了25.54%的效率,并表现出优异的稳定性,即使在潮湿条件下1600小时后仍能保持93%的初始效率。这一分子设计策略为提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性提供了一种新颖的方法。

W. Jia, Q. Zhao, J. Tian, J. Qiao, G. Shi, S. Zheng, Y. Wei, Z. Liu, X. Hu, W. Hui, C. Wang, J. Shang, L. Song, S. Pang, K. Wang, Z.-Q. Rong, Tailored Multisite Rigid Conjugated Molecules to Anchor Perovskite for Comprehensive Management of Perovskite Crystallization and Defects. Adv. Funct. Mater. 2025, 2422266.

https://doi.org/10.1002/adfm.202422266


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