蘇州大學(xué)袁建宇A(yù)FM：均勻接觸的共自組裝單層膜實(shí)現(xiàn)效率超過26%的倒置鈣鈦礦太陽能電池

咔唑基自組裝單層膜（SAMs）作為倒置鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）中的空穴傳輸層被廣泛使用，但它們?cè)谌芤褐幸仔纬赡z束，導(dǎo)致界面均勻性下降。

本文蘇州大學(xué)袁建宇等人設(shè)計(jì)并成功合成了一系列氟化共軛SAMs（DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F），開發(fā)出一種用于高性能倒置PSCs的共SAM體系。這些基于二甲吖啶的SAMs具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，具有足夠的空間位阻以抑制其在溶液狀態(tài)下的自聚集。此外，氟原子可通過氫鍵穩(wěn)定FA陽離子，從而在掩埋界面提供更多錨定位點(diǎn)，有利于促進(jìn)載流子提取與傳輸，抑制界面損失。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制備的倒置PSCs分別實(shí)現(xiàn)了25.21%、26.11%和25.05%的冠軍光電轉(zhuǎn)換效率。此外，這些器件表現(xiàn)出優(yōu)異的工作穩(wěn)定性，在1個(gè)太陽光照下持續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)后，仍保持約90%的初始效率。

本研究為設(shè)計(jì)分散性好、高效的SAMs提供了可行路徑，有效克服了倒置PSCs中的關(guān)鍵界面挑戰(zhàn)。

研究亮點(diǎn)：

1. 分子結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，抑制自聚集：設(shè)計(jì)具有空間位阻的氟化共軛SAMs（DCA系列），有效抑制溶液中膠束形成，提升界面覆蓋均勻性。

2. 氟原子增強(qiáng)界面相互作用：氟原子與FAI形成氫鍵，與欠配位Pb2?產(chǎn)生配位作用，強(qiáng)化掩埋界面穩(wěn)定性，降低缺陷態(tài)密度。

3. 共SAM策略實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定器件：DCA-1F與MeO-2PACz共混形成均勻單層，使倒置PSCs效率提升至26.11%，并在MPP跟蹤1000小時(shí)后保持約90%初始效率。

Z. Min, C. Guo, J. Guo, et al. “ Homogeneously Contacted Co-Self-Assembled Monolayer Enables over 26% Inverted Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e28728.

https://doi.org/10.1002/adfm.202528728

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